Важнейшим условием повышения урожайности виноградных насаждений является проведение мероприятий по направленному воздействию на почвенную среду, корневую систему и надземную часть виноградного куста. Однако в связи с трудностью изучения корней, агротехнические методы воздействия на корневую систему винограда разработаны не так обстоятельно, как способы влияния на надземные его органы. Поэтому виноградарь, не зная часто, какие воздействия на корни будут полезными, а какие вредными, вынужден сводить к минимуму операции с корневой системой. В связи с этим возникает необходимость дальнейшего более широкого изучения этой важной части виноградного растения.
В процессе развития корневой системе свойственны возрастные изменения. Наблюдениями К. Кремера, М. Щербакова, Н. Бузина и др. установлено, что в первые годы жизни винограда формируется интенсивный тип корневой системы, характеризующийся обилием многочисленных разветвлений с мочковатыми корнями, расположенными вблизи куста. Затем наступает экстенсивный тип развития корневой системы, при котором основные корни не только удаляются на значительное расстояние от куста, но и теряют способность большого ветвления и образования необходимого количества мелких корешков, обеспечивающих нормальное питание, рост и плодоношение виноградной лозы. Это явление выдвигает новую проблему — регулирование роста и развития корневой системы у виноградных растений в соответствии с состоянием надземной части кустов, обработкой почвы, внесением удобрений и поливами.
Н. П. Бузин, Т. К. Кварацхелия, Д. И. Баулин, П. Т. Болгарев и др. провели детальные исследования корневой системы винограда ряда сортов в различных почвенных и экологических условиях, но специальных исследований по изучению способов формирования активной корневой системы винограда не проводили.
Однако имеется богатый отечественный опыт по улучшению среды произрастания с одновременным воздействием на корневую систему: омолаживание кустов проведением операции, именуемой «люгенда», на неукрывных виноградниках Дербентского района; систематическое омолаживание кизлярских виноградников; омолаживание кустов астраханских виноградников методом «осадки» или «подвертки» отдельных рукавов на глубину 50-60 см; производственный опыт астраханского виноградарства «облунивание» кустов, при котором, наряду с глубоким рыхлением и внесением удобрений, обрезали корни и др.
В результате проведения указанных мероприятии улучшалась среда произрастания и омолаживалась корневая система, но эти приемы не имели перспектив для широкого внедрения в производство, так как осуществлялись исключительно ручным трудом. Поэтому необходимо разработать как приемы систематического улучшения почвенной среды путем глубокого рыхления почвы, внесения, удобрений, так и способы формирования активной корневой системы уже на основе применения механизации.
Мероприятия по воздействию на корневую систему виноградного куста можно условно разделить на две группы: косвенно влияющие на корневую систему посредством воздействия на почвенную среду (обработка почвы, внесение удобрений, орошение и т. д.); непосредственно влияющие на нее путем различных хирургических воздействий.
Виноградники закладывают, как известно, на десятки лет. Посадке винограда предшествует глубокая плантажная вспашка. При подъеме плантажа верхний слой почвы запахивается и одновременно частично перемешивается с нижележащими слоями в зоне распространения главной массы всасывающих корней винограда.
В первые годы после подъема плантажа, почва сохраняет благоприятные условия для жизнедеятельности виноградных кустов, а затем она сильно оседает и уплотняется. В результате этого проникновение воздуха и влаги к основной массе корневой системы растений уменьшается и условия для роста и плодоношения виноградных кустов ухудшаются.
Для возвращения почве тех ее свойств, которые были ею приобретены в первые годы после плантажа, в агротехнику винограда включен сравнительно новый агро-прием — периодическое обновление плантажа путем глубокого безотвального рыхления междурядий. Периодическое проведение глубокого рыхления почвы вызывается также необходимостью внесения малоподвижных форм удобрений в зону максимального развития корней винограда.
Исследования научно-исследовательских институтов виноградарства, а также широкий производственный опыт показали, что лучшим способом использования удобрений на виноградниках является их глубокое внесение. Положительное влияние на урожайность виноградников периодического обновления плантажа с одновременным внесением удобрений отмечено в самых разнообразных условиях. Однако реакция корней растений на периодические хирургические воздействия, неизбежные при глубоком рыхлении почвы и глубоком внесении удобрений, еще недостаточно изучена. Вопросы о том, где, когда, каким способом, через какой промежуток времени и в какой степени допустимо хирургическое воздействие на корни, какое оно оказывает влияние на рост и плодоношение виноградной лозы, еще далеко не разрешены.
П. И. Литвиновым проведены опыты по глубокому рыхлению почвы с обрезкой части корней на разном расстоянии от ряда кустов (30, 50 и 80 см) с одной и с двух сторон ряда, с внесением и без внесения удобрений, с орошением и без орошения, а также в различные сроки. При этом учитывали влияние указанных приемов, как на почвенную среду, так и на развитие корневой системы, рост и плодоношение виноградных кустов различного возраста.
Исследования показали, что глубокое рыхление почвы увеличивает общую порозность, улучшает аэрацию, обусловливает лучшую водопроницаемость, а следовательно, более высокий коэффициент полезного использования выпадающих осадков, а также поливной воды при орошении. Тем самым глубокое рыхление способствует более интенсивному и глубокому увлажнению почвы, созданию в ней значительных запасов воды и меньшему испарению воды почвой. Улучшение водно-физических свойств почвы способствует усилению микробиологической деятельности, преобладанию аэробных процессов (в частности, резкому усилению нитрификационной активности), что положительно отражается на питательном режиме почвы.
Наблюдения за развитием корневой системы показали, что очень старые корни без обрезки редко дают начало новым разветвлениям. Обрезка части корней при глубоком рыхлении почвы, вызывая активную регенеративную деятельность, способствует формированию богатой мочками корневой системы, обладающей повышенной активностью. Раскопки корневых систем показали, что корни винограда, обрезанные осенью или весной на расстоянии 50 см от рядов, энергично отрастают на глубине 25—55 см, образуя густую сеть белых активных корешков с копьевидными окончаниями желтоватого цвета.
В начале регенерации преобладают осевые или ростовые всасывающие корни диаметром 0,8—3 мм с быстрым поступательным ростом. Они развиваются в сторону междурядья под углом 35—40°. К середине июня эти корни в основной массе достигают длины 20 см, энергия роста составляет 0,7 см в сутки. У основания корней, в свою очередь, появляются белые корешки второго порядка диаметром от 1 до 1,5 мм, длиной 3—4 мм.
За два месяца (к середине июля) отрастающие корни доходят до центра междурядья шириной 2,5 м. Активный рост надземной части кустов и повышение температуры корнеобитаемого слоя почвы усиливают энергию роста осевых корней в июне и в первой половине июля до 1,2 см в сутки. Отрастающие корни достигают длины 73 см и глубины 60 см. Такая интенсивность роста не наблюдается у кустов без обрезки корней и с неизмененными условиями почвенной среды. В рыхлой и увлажненной зоне отрастающие корни отличаются большим диаметром и длиной, боковые ответвления их более продолжительное время остаются белыми и сочными. В уплотненной и особенно сухой почве эти корни имеют много искривлений и раньше приобретают коричневый цвет.
В мае и июне отрастающие осевые корни обычно бывают однородными, имеют белый цвет, в июле на каждом из них легко выделяются три различные зоны:
1) первая зона — активная, белого цвета, сочная с желтоватым копьевидным чехликом; в эту зону входит конечная часть растущего корня диаметром от 1 до 3 мм, имеющая первичное строение; она не имеет боковых ответвлений, длина ее от 10 до 25 см;
2) вторая зона — переходная, серовато-желтоватого цвета, длиной от 15 до 25 см, диаметром примерно 2 мм, менее хрупкая по сравнению с первой; имеет много боковых ответвлений второго порядка белого цвета, длиной от 2 до 7 мм, а на них ответвления третьего порядка;
3) третья зона — проводящая, коричневого цвета, занимает часть корня от места среза до второй зоны; длина ее в июле достигает от 17 до 40 см, диаметр 1,5 мм, имеет боковые ответвления второго порядка желтоватого цвета, а на них третьего порядка и т. д.; корни этой зоны имеют меньший диаметр, так как при переходе их во вторичное строение первичная кора отмирает и отслаивается.
В июле отрастающие корни кустов соседних рядов заполняют разрыхленную зону междурядья и подходят к удобрениям. Следовательно, роль глубокого рыхления почвы с одновременным внесением удобрений заключается не только в возобновлении благоприятных для развития корней условий, созданных плантажом, не только во внесении малоподвижных форм удобрений в зону развития основной массы корней винограда, но также и в происходящем омолаживании корней в результате их обрезки.
Интенсивность и характер восстановления корней зависят от их диаметра, места и времени обрезки, состояния надземной части растений, а также от условий почвенной среды (температуры, влажности, аэрации, питательного режима почвы). Наиболее активно корни восстанавливаются, со второй половины мая до второй половины июля. После обрезки максимальное развитие корней и интенсивное образование деятельных корешков происходят в слое почвы от 20 до 50—60 см, то есть в рыхлом, достаточно увлажненном и удобренном. На глубине до 20 см рост ослабевает в связи с механическими повреждениями их во время обработки междурядий и из-за недостатка влаги в почве при высокой ее температуре. Активность корней, проникающих глубже 60 см, ослабевает в связи с ухудшением почвенных условий.
Необходимо отметить, что до июля наиболее активный рост корней проходит до глубины 30—40 см, а после июля — на глубине от 30—40 до 60 см и более. Это явление объясняется значительным снижением влажности в июле в верхнем слое почвы. В сентябре и октябре в случае выпадения осадков и повышения влажности почвы вновь наблюдается возобновление роста корней в верхних слоях почвы.
Интенсивность и характер восстановления обрезанных корней зависят от их возраста и диаметра. Чем моложе и тоньше обрезанный корень, тем быстрее отрастают на нем новые корни. Корни диаметром менее 1 мм дают, как правило, только один возмещающий корень, а от 1 до 3 мм — 2—7 корней. Однако обрезка сравнительно молодого тонкого корня вызывает более сильный рост и ветвление вышерасположенных на нем корней. Наибольшее количество ответвлений в местах обрезки дают корни диаметром от 0,5 до 2 см (от 10 до 40 корней). Регенерация происходит лучше после среза корня, чем после обрыва его.
К концу августа основная масса восстановленных корней достигает длины 60—70 см, а отдельные из них — 100 см. Если в июле отрастающие корни распространяются только в рыхлой зоне почвы, то к концу августа их можно обнаружить на глубине 80—90 -см. Наиболее активное восстановление и ветвление обрезанных корней происходит тогда, когда наряду с глубоким рыхлением и внесением удобрений проводят орошение. К концу вегетации новые корни достигают значительной длины, а отдельные по червоточинам и ходам отмерших корней проникают до глубины 130—150 см. Они имеют в основном вертикальное направление.
Таким образом, после прекращения роста побегов корни продолжают отрастать до ноября, пока температура в корнеобитаемом слое почвы не снизится до 8—9°. Необходимо отметить, что осенний рост осуществляется в основном за счет роста корней высших порядков ветвления и не превышает 2—3 мм в сутки.
Глубоко рыхлить почву на виноградниках лучше через междурядье. При этом корни обрезают только с одной стороны ряда, в следующем году они восстанавливают и развивают более мощную всасывающую систему, обеспечивающую нормальный рост и плодоношение виноградного куста. Таким образом, подготовляются условия для обрезки части корней с другой стороны ряда в следующем году.
В первый и второй годы глубокое рыхление почвы следует проводить на расстоянии 50—60 см от ряда кустов, а на третий и четвертый годы — на расстоянии 80 см от кустов (30 см от прежнего места обрезки) или по центру междурядий, так как при этом меньше удаляется еще достаточно активных корней диаметром от 1 до 6 мм, происходит усиленное ветвление их и увеличение таким образом количества питающих корней.
Лучшим сроком для проведения глубокого рыхления почвы, глубокого внесения удобрений, сопровождающихся обрезкой части корней, является ранний осенний период (вслед за уборкой урожая). В это время достигается лучшее рыхление почвы (увеличивается зона рыхления), она лучше накапливает и удерживает влагу, растения более эффективно используют удобрения; кроме того, с обрезанными корнями меньше удаляется запасных пластических веществ. В результате в эту же осень наблюдается отрастание корней в рыхлой и достаточно влажной почве при наличии еще деятельной листовой поверхности.
Учеты корней в монолитах почвы, отобранных на расстоянии 50 см от куста на глубине 15—35, 35—55 и 55— 75 см, показали, что в результате глубокого рыхления с внесением удобрений и обрезкой корней общая длина корней у кустов винограда в слое почвы 15—75 см увеличилась в среднем за три года на 65%, а вес —на 24,6% по сравнению с контролем, а с применением орошения — соответственно на 83 и 43%. Наибольшую длину по слоям почвы имеют корни диаметром менее 1 мм (50—60%), в то время как вес их не превышает 10—14
Мощность корневой системы зависит в основном от количества тонких активных корней, которые составляют главнейшую часть поглощающей поверхности корневой системы. Однако эти корни, обладая наибольшей длиной, отличаются малым весом. Поэтому мощность корневой системы характеризуется не только степенью развития в почве основных скелетных корней, но и полнотой обрастания их активными корнями и может быть определена только с учетом веса и длины корневой системы по слоям почвы при делении корней на группы по диаметру и строению.
Сильнорослая, равномерно разветвленная и густо усеянная активными корнями корневая система является наиболее мощной.
К формированию таких корней и поддержанию в состоянии высокой активности необходимо стремиться при проведении агротехнических мероприятий на виноградниках.
Для более полной характеристики активной части корневой системы можно условно принимать коэффициент ветвления — отношение длины всасывающих корней (диаметром менее 1 мм) к проводящим (диаметром более 1 мм). В результате глубокого рыхления с внесением удобрений и обрезкой корней коэффициент ветвления корней увеличивается в 1,5—2 раза.
Наиболее трудоемки измерения корней диаметром менее 1 мм. Существует определенная зависимость между весом и длиной корней диаметром менее 1 мм, которая может быть использована при определении их длины.
В среднем 1 г высушенных до постоянного веса таких корней имеет длину от 5 до 6 м.
Улучшение условий произрастания путем глубокого рыхления почвы, глубокого внесения удобрений и т. д. способствует более глубокому развитию корней винограда. В результате раннеосеннего глубокого рыхления почвы с внесением удобрений и обрезкой части корней, проводимого через муждурядье на расстоянии 50—60 см от ряда кустов в первый и второй годы и на 80 см в третий и четвертый годы, общий прирост побегов увеличивается в среднем на 30—50%; урожайность повышается в первый год в среднем на 10—20%, а на второй, третий и последующие годы — на 20—30% и более (в зависимости от сорта, возраста насаждений и почвенно-климатических условий).
В первый год после глубокого рыхления почвы с обрезкой корней урожай винограда повышается за счет лучшего налива ягод и увеличения среднего веса гроздей, а на второй, третий и последующие годы — и за счет увеличения количества гроздей на кустах. Увеличение урожайности не сопровождается снижением качества винограда.
Таким образом, периодическое глубокое рыхление почвы с обрезкой части корней оказывает положительное влияние на состояние виноградных кустов и их жизнедеятельность. Это объясняется, во-первых, тем, что значительная часть корней уже к середине лета восстанавливается и обладает при этом более высокой активностью; во-вторых, создаваемые глубоким рыхлением более благоприятные условия почвенной среды резко активизируют деятельность всей корневой системы виноградного куста в целом. Поэтому наибольшей эффективности на этом фоне достигают вносимые удобрения и орошение.
Обрезку корней нельзя изучать в отрыве от других агротехнических воздействий. Она дает наибольший эффект только при одновременном улучшении условий произрастания для виноградной лозы. В этом и заключается основной положительный смысл направленного формирования активной корневой системы винограда путем вышеуказанных агротехнических приемов.
Глубокое рыхление почвы с внесением удобрений и обрезкой корней следует проводить в первую очередь на старых виноградниках с экстенсивным развитием корневой системы, где влияние плантажа ослабло и условия для жизнедеятельности виноградных кустов ухудшились. Однако, его надо начинать на виноградниках уже с шестилетнего возраста и повторять ротацию по разработанной схеме через два года на третий. Несмотря на определенную эффективность рассматриваемых приемов, в проведении их нельзя допускать шаблона. При их применении надо учитывать почвенно-климатические особенности района и реакцию корневой системы винограда на обрезку в данных условиях.
Хорошо развитая корневая система и листовая поверхность обеспечивают высокую продуктивность виноградных кустов. Поэтому для хорошего питания растений важно поддерживать равновесие между корневой системой и листовой поверхностью.
Изучение различных способов направленного воздействия, как на корневую систему, так и на надземную часть виноградного куста дает теоретическую основу для улучшения существующих и разработки новых эффективных агромероприятий, способствующих повышению урожайности виноградников, улучшению качества винограда и снижению себестоимости его производства.