Виноградный куст и его отдельные органы
Растение винограда представляет собой многолетнюю лиану, имеющую вегетативные органы (корень, стебель и листья) и генеративные (соцветия, цветки, грозди, ягоды и семена).
Рассмотрим отдельные органы виноградного растения и их физиологическое значение.
Корень. С помощью корня виноградное растение укрепляется в почве, всасывает воду и вместе с нею поглощает из почвы минеральные вещества. Поступающие из почвы неорганические соединения азота и фосфора в корнях перерабатываются в органические. Корни обладают способностью поглощать из почвы углекислоту, которая используется при фотосинтезе наравне с углекислотой, поглощаемой из воздуха листьями. Они являются также как бы кладовой, в которой хранятся запасы питательных веществ (крахмал, белки, жиры).
Различают корни старые, так называемые скелетные, которые служат для проведения в растение воды, для хранения запасов крахмала, белков, жиров, а также для укрепления растения в почве, и молодые — обрастающие, которые поглощают воду и питательные вещества, образуют органические соединения, вступают во взаимодействие с почвенными микроорганизмами.
Скелетные корни покрыты пробкой. Молодой корень состоит из конуса роста, прикрытого чехликом, зоны роста, где происходит усиленное деление клеток, и зоны поглощения, которая обильно покрыта волосками, охватывающими мельчайшие частицы почвы.
Корневая система виноградного растения, выросшего из семени, и корневая система, развившаяся после посадки черенка, неодинаковы. В первом случае растения имеют длинный стержневой корень с многочисленными боковыми ответвлениями. При посадке черенка корни развиваются в основном на узлах части побега, находящейся в земле (эта часть побега называется подземным штамбом). Оптимальная температура для образований корней у черенка 25 — 30°.
Глубина проникновения корней в землю зависит от сорта, почвенных условий и района культуры винограда. В условиях Украины, при культуре винограда на черноземных и каштановых почвах, основная масса корней размещена на глубине 30 — 60 см. В южных районах на сухих каменистых почвах (например, на глинистых шиферных почвах Южного берега Крыма) корни в поисках воды и питательных веществ проникают на глубину 2 — 3 и более метров. По горизонтали корни распространяются в радиусе примерно 2 — 4 и более метров.
Корни винограда не имеют периода покоя, как это наблюдается у его надземной части в районах умеренного климата. При благоприятных условиях они растут круглый год. Наблюдения показали, что корни имеют два периода наиболее сильного роста: весенне-летний и осенний. Летом в засушливое время рост корней ослабевает, а иногда и прекращается.
Характер развития корневой системы в значительной мере зависит от биологических особенностей сорта, а в случае, если куст привитой, то от свойств подвоя, от физических и химических свойств почвы, способа предпосадочной обработки и ухода за почвой на винограднике. Так, у известного сорта Шасла корневая система распространяется более в стороны, чем в глубину; этим и объясняются слабый рост и низкая урожайность корнесобственных насаждений этого сорта в районах, где часто наблюдается сильная почвенная засуха. У подвоя Солонис×Рипария 1616, наоборот, корневая система очень глубоко проникает в землю; кусты, привитые на этом подвое, значительно менее других страдают от недостатка влаги в засушливые годы.
При глубоком сплошном перевале корни размещаются более или менее равномерно на глубине 30 — 60 см; при посадке кустов в канавы или ямки корни в основном развиваются в пределах глубоко обработанного слоя почвы — в канаве или ямке.
Мелкая обработка почвы на винограднике ранней весной, поздней осенью и в период вегетации способствует развитию корневой системы ближе к поверхности почвы, что ставит корни под угрозу повреждения низкими зимними температурами и вредного воздействия засухи. На характере распространения корневой системы сказывается также глубина заделки удобрений, так как корни наиболее сильно развиваются в удобренных слоях почвы.
Стебель (побег) у винограда длинный и тонкий; с возрастом он утолщается. У культивируемого винограда из стебля искусственно создают подземный штамб, надземный штамб, голову, представляющую собой утолщение стебля, многолетние ветви (рукава), на которых располагаются прошлогодние побеги и на этих последних — побеги данного года, несущие урожай.
Части стебля виноградного растения: 1 — подземный штамб; 2 — основные корни; 3 — боковые корни; 4 — поверхностные корни; 5 — голова куста; 6 — рукава; 7 — сучки замещения; 8 — стрелки; 9 — жировой побег; 10 — порослевый побег; 11 — пасынок
У взрослых растений побеги вырастают обычно из почек прошлогодних побегов, а иногда из так называемых спящих почек, находящихся на «старых частях стебля.
Побег винограда состоит из узлов и междоузлий. На узлах размещены супротивно чередующиеся листья. В пазухе листа расположена пазушная почка, из которой в том же году развивается пазушный побег, называемый пасынком. У основания пасынка в пазухе первого листа закладывается зимующая почва-глазок. Зимующий глазок состоит из одной центральной и из двух или более замещающих почек. В почке сформированы и находятся в зародышевом состоянии побег, лист и соцветия, которые разовьются лишь в следующем году.
На узлах против листьев развиваются соцветия или усики.
Соцветия закладываются в почке в основном в предыдущем году. Следовательно, урожай винограда данного года подготовляется в предшествующем году и в зачаточном состоянии содержится в глазках побегов. Отсюда следует вывод о важности сохранения почек на побеге и необходимости всемерной защиты их в осенне-зимний период от различных неблагоприятных условий (морозы, выпревание и проч.).
Побег, несущий соцветие, называют плодоносным (или плодовым) в отличие от бесплодного побега — без соцветия. Соцветия на побеге обычно закладываются в пределах первых восьми узлов. Выше последнего соцветия развиваются усики. Как правило, выше первого усика соцветий не бывает. Обычно соцветия и усики располагаются на побеге прерывисто: на двух узлах они есть, на одном нет. Только у сортов, происходящих от вида Витис Лабруска (Изабелла, Лидия), усики появляются почти на каждом узле.
На одном побеге развивается одно, два, реже три-четыре и более соцветий, что зависит в основном от сорта.
Плодовые побеги развиваются преимущественно на прошлогодней лозе. На более старых частях куста — голове, рукавах — почти у всех сортов процент плодовых побегов очень низкий (у сортов, распространенных на Украине, от 1 до 10%, редко больше).
Лист. У винограда лист простой, состоящий из пластинки и длинного черешка. По форме он бывает цельным и разрезным — трех-, пяти-, семилопастным, а иногда и более рассеченным (например, Шасла петрушечная).
Так же, как и у других растений, листья винограда выполняют очень важные функции. В них при участии лучистой энергии солнца из неорганических веществ (углекислоты воздуха, воды и минеральных веществ) происходит образование крахмала и сахара (фотосинтез).
Лист — орган, в котором совершается процесс дыхания, то есть распад сложных органических соединений до углекислоты и воды с выделением свободной энергии. Побочными продуктами этого распада являются органические кислоты.
Через листья происходит испарение воды из растения. Это способствует созданию непрерывного тока воды, несущего растворенные в ней минеральные вещества, поглощаемые корнями. За один день листья винограда площадью в 1 кв. метр испаряют до 1,5 л воды. Чтобы представить, какое огромное количество воды испаряется виноградными насаждениями, надо иметь в виду, что листовая поверхность на гектаре виноградника составляет примерно 20 — 50 тыс. квадратных метров в зависимости от сорта.
Типы цветков: 1, 2, 3 — мужские цветки; 4, 5 — обоеполые цветки; 6, 7 — функционально женские цветки; 8 — типичный женский цветок
Испарение воды листьями предохраняет растения от перегревания. Из всасываемой растением воды расходуется на испарение (транспирацию) 99,8%, а на построение самого организма растения идет всего 0,2% воды.
Вода необходима также для фотосинтеза, так как она входит в состав крахмала и сахара (углеводов). Наблюдения показали, что в сильно засушливые годы даже при благоприятной для винограда температуре ягоды накопляют мало сахара, так как углеводы могут образоваться лишь при наличии воды. Наилучшей для этого процесса является температура воздуха 28 — 30°. При среднесуточной температуре 10° накопление Сахаров в ягоде приостанавливается.
Испарение воды, как и усвоение углекислоты, при фотосинтезе происходит через устьица — мельчайшие отверстия, в изобилии находящиеся на нижней стороне листа.
Соцветия и усики. Соцветие у винограда — сложная кисть. Оно состоит из осей и сидящих на них бутонов — цветков.
Соцветия различаются по характеру развития: полноразвитые, нормальные, недоразвитые с усиком и усиковые. В полноразвитых соцветиях число бутонов варьирует от 200 до 1500 в зависимости от сорта винограда.
Усики являются органами прикрепления побегов к опоре и помогают им выбраться к свету. Соцветия и усики имеют одинаковое происхождение. Зачатки их уже можно обнаружить в зимующей почке. В зависимости от внешних условий и условий питания в почках побега закладываются или зачатки усика, или соцветия. Усик фактически является в большей или меньшей степени недоразвитым соцветием.
Усики, зацепившиеся за опору, закручиваются спиралью и быстро деревенеют, приобретая очень большую прочность. Если усик не встретит опоры, он остается зеленым, а затем сохнет и опадает, как лист.
Цветок. Этот орган у винограда построен по пятерному типу: чашечка цветка представляет собой пленчатую каемку с пятью бугорками по краю цветоложа; венчик образован пятью сросшимися лепестками в виде колпачка. Когда виноград зацветает, венчик опадает под давлением тычинок, которых бывает обычно пять. Они состоят из тычиночных нитей и пыльников.
У культивируемых сортов винограда встречается три типа цветка: обоеполый, функционально женский и мужской. Растения с мужским типом цветка имеют недоразвитый пестик, поэтому они не образуют плодов. Их выращивают ради получения черенков. Это различные подвои, используемые для прививки в зоне заражения филлоксерой. Пыльца подвоев с мужским типом цветка очень активна и может быть с успехом использована для искусственного опыления нуждающихся в этом сортов. Обоеполый цветок имеет нормально развитый пестик, состоящий из завязи, столбика, рыльца и тычинки, которые на одну четверть или наполовину длиннее пестика. Обычно сорта с обоеполым типом цветка способны к самоопылению, однако нередко они нуждаются для получения высокого урожая в опылении чужой пыльцой. Например, обоеполые сорта Мускат гамбургский, Мускат белый, Матяш Янош и др. значительно повышают урожай при искусственном опылении их подвойной или иной пыльцой.
Функционально женский цветок имеет нормальный пестик, однако тычинки у него загнуты вниз и их пыльца неспособна к оплодотворению. Сорта с такими цветками (например, Мадлен Анжевин, Чауш, Пухляковский, Катта Курган, Нимранг и др.) обязательно требуют опыления посторонней пыльцой.
У цветков винограда всех типов у основания завязи имеются небольшие железки-нектарники; они выделяют эфирные масла, поэтому цветки винограда обладают сильным приятным ароматом.
Обоеполый тип цветка: 1 — цветоножка; 2 — чашечка; 3 — нектарники; 4 — завязь; 5 — столбик; 6 — рыльце; 7 — пыльник; 8 — тычиночные нити
Во время цветения на рыльце пестика выделяются капельки жидкости, к ней прилипает пыльца, которая прорастает в пыльцевые трубки, проникающие в завязь, где и происходит оплодотворение. Наилучше прорастает пыльца при температуре около 30°.
После оплодотворения завязь начинает усиленно разрастаться. Столбик и рыльце засыхают и остаются в виде опробковевшей точки на вершине ягоды. Однако не все завязи соцветия развиваются в ягоды. Многие завязи осыпаются и это нередко сказывается на величине урожая. Ненормально сильное осыпание завязей наблюдается при неблагоприятной погоде (дожди, сильные ветры, низкая температура) во время цветения, при недостаточном питании соцветий или вследствие органических недостатков, присущих сорту винограда.
Гроздь и ягода. Соцветие винограда после завязывания ягод превращается в гроздь. Она состоит из ножки грозди, более или менее разветвленного гребня и плодоножек, на которых сидят ягоды. На ножке грозди имеется утолщение, называемое узлом.
Ягода развивается после оплодотворения из завязи цветка. Размер ягоды зависит от сорта (например, очень крупные ягоды у сорта Карабурну, мелкие — у Рислинга), а также от условий произрастания винограда. При недостатке влаги, перегрузке кустов урожаем размер ягод сильно уменьшается. Форма ягод также различна у разных сортов винограда.
Ягода состоит из кожицы, мякоти и семян. Толщина, прочность и эластичность кожицы зрелых ягод зависит от сорта. Окраска ягод весьма разнообразна и обуславливается пигментами, содержащимися в кожице. Поверхность кожицы покрыта восковым налетом-пруином. Кроме красящих веществ, кожица содержит ароматические вещества, которые особенно хорошо выражены у созревших ягод (мускаты, изабельные сорта и др.).
Мякоть ягоды состоит из крупных клеток, наполненных соком; она в зависимости от сорта может быть более или менее плотной или же очень сочной, водянистой. В большинстве случаев сок ягоды бесцветный, иногда он интенсивно окрашен в винно-красный цвет (Таировский, Аликант Буше и другие технические сорта).
При отрывании ягод от плодоножек на последних можно видеть так называемые кисточки (остатки сосудисто-волокнистых пучков). Они различны у разных сортов (длинные, короткие, окрашенные и т. п.).
Семена у винограда европейского вида мелкие — в среднем от 3 до 8,5 мм длиной и от 3 до 5 мм шириной. Окраска, величина и форма семян различны в зависимости от сорта и вида винограда.
