Условия произрастания винограда как факторы, обусловливающие его практическую ценность

Современные проблемы освоения и рационального использования природных ресурсов, рост культуры земледелия с точки зрения получения наилучших урожаев, обусловливают необходимость исследований, направленных на выявление среды произрастания ценных культурных растений, при которых наблюдается наибольшая степень их «благополучия». Виноградное растение, способное произрастать в широком диапазоне природных условий, максимально проявляет свои потенциальные возможности в определенных границах их изменчивости. Объективную информацию о степени соответствия экологических условий требованиям сорта несет состав ягод, уровень содержания в них веществ, играющих доминирующую роль в метаболизме винограда, сложении вкусовых, диетических и целебных свойств. В связи с этим возрастает значение исследований, способствующих выявлению закономерностей их формирования под влиянием наиболее важных для развития виноградного растения факторов среды и поиску оптимальных. Хорошей базой для проведения подобных исследований служат почвенноклиматические условия Дагестана, являющегося одним из основных производителей винограда в России.

Цель исследования – получить данные о реакции виноградного растения на вариабельность экологических факторов и выявить параметры среды, способствующие синтезу компонентов, обусловливающих высокое качество ягод.

Известно, что к факторам, существенно влияющим на развитие винограда, относится климат, из элементов которого, прежде всего, учитывают требования сорта к сумме активных температур (САТ), обеспечивающей возможность получения зрелых плодов, а также свойства

Магомедов Гаджи Гасайникадиевич, научный сотрудник

Известно, что к факторам, существенно влияющим на развитие винограда, относится климат, из элементов которого, прежде всего, учитывают требования сорта к сумме активных температур (САТ), обеспечивающей возможность получения зрелых плодов, а также свойства почвы [1, 2]. Поэтому для исследования был выбран виноград, произрастающий в двух микрорайонах, экологический фон которых позволил наблюдать влияние на растение двух абиотических факторов – САТ и разновидности почвы. Количеством осадков условия культивирования винограда на обоих участках, находившихся в одной климатической зоне, не отличались. Первый, самый оригинальный в республике и на Северном Кавказе по теплообеспеченности микрорайон (I) расположен в окрестности бархана Са-рыкум – известного памятника природы на Кавказе. Температурный режим воздуха формируется здесь под воздействием песчаной горы и супесчаной почвы, содержащей около 90% кремнезема, являющихся в летнее время мощными аккумуляторами тепла, в результате чего САТ в среднем за годы достигает 41000С. Во втором микрорайоне (II), расположенном всего в 12 км от первого, виноград выращивается на сравнительно холодной суглинистой почве, где САТ в среднем 37000С [3, 4]. В качестве объекта выбран широко распространенный в России, в том числе Дагестане, сорт Ркацители. Сбор гроздей с изучаемых участков осуществлялся в один день, который в различные годы приходился на период 18-24 сентября. Исследование проводили по методам, основанным на принципах титрометрии и хроматографии, приведенных в специальной литературе и ГОСТах [5]. Статистическую обработку результатов, полученных в процессе эксперимента, вели методом выборки по критерию Стьюдента.

К одной из основных групп химического состава ягод винограда относятся углеводы, являющиеся важнейшими продуктами обмена веществ в сложной взаимосвязи растения с окружающей средой. Им и продуктам их превращений принадлежит значительная роль в сложении органолептических свойств, питательной и энергетической ценности ягод. Уровень содержания углеводов, представленных в основном моносахаридами – глюкозой и фруктозой, позволяет судить о стадии его зрелости, пригодности для перевозки, хранения и переработки, а также создает главное представление как о самом сорте, так и о тех условиях, в которых происходит его созревание [6, 7]. Исследование углеводного состава выявило значительную разницу в способности сорта к накоплению сахаров. При одновременном сборе гроздей на обоих участках (по данным за 5 лет) их общая концентрация в соке ягод винограда на первом участке, в зависимости от условий года, колебалась в пределах 22,3-26,6, а на втором - 17,0-20,3 г/100 см3.

Изучение качественного состава углеводов выявило различие в соотношении двух форм – в винограде, произрастающем в микрорайоне I, превалировала фруктоза, а в образце сравнения глюкоза и фруктоза содержались примерно в равных количествах. Показатель их соотношений колебался по годам в пределах 0,84-0,92 и 0,971,03, соответственно. Терапевтические свойства фруктозы, являющейся одним из важнейших пищевых продуктов, полностью заменяющих сахар, хорошо известны. Тенденция к большему накоплению этого моносахарида в винограде с супесчаной почвы, придающего вкусу наиболее сильное ощущение сладости, является ценным свойством при употреблении его в свежем виде, получении сока, а также производстве специальных вин.

При очевидном, оказывающем глубокое влияние на физиологические процессы в виноградной лозе, действии температуры отмечена значительная роль почвы на процесс созревания ягод. Метеоусловия первого и четвертого года исследований, характеризующиеся одинаковым количеством осадков, позволили наблюдать влияние каждого из факторов на углеводный метаболизм (табл. 1).

Таблица 1. Зависимость метеоусловий и почвы на углеводный метаболизм

Как видно, на обоих участках более активному формированию сахаров способствовали условия более жаркого года, при этом их концентрация в винограде микрорайона I даже при сравнительно невысокой САТ – 39700С была на 5,3 г/100 см3 выше, чем в микрорайоне II при максимально зафиксированной величине САТ – 41590С. Полученные результаты согласуются с имеющимися в литературе данными о том, что между механическим составом почвы и сахаристостью существует определенная зависимость, а именно, супесчаные почвы, в которых содержание песчаных частиц преобладает над содержанием физической глины, способствуют накоплению сахаров, а суглинистые почвы, где физической глины больше, дают виноград с относительно низким содержанием сахара.

Учитывая, что метаболизм углеводов тесно связан с обменом органических кислот и представляет собой комплексный процесс, регулируемый набором ферментных систем, обладающих определенным температурным оптимумом, одновременно с изучением углеводного состава проводилось определение титруемых кислот (ТК), отношение которых к сахаристости – глю-коацидометрический показатель (ГАП), является одной из важных критериев при оценке вкусовых качеств винограда, степени его зрелости и выбора направления использования. Согласно полученным результатам, показатель ТК винограда находился в пределах 5,3-8,2 г/дм3 (на I участке ) и 5,4 до 9,1 г/дм3 (на II участке ), т.е. в обратной и более слабой по сравнению с обнаруженной по сахаристости зависимостью от условий среды. Величина ГАП в микрорайонах I и II колебалась в пределах 2,8-5,1 и 2,2-3,5, соответственно.

Таким образом, исследования показали, что активному синтезу сахаров, в том числе фруктозы, наряду с умеренной кислотностью, способствуют повышенная теплообеспеченность и супесчаная почва, характеризующаяся малой связанностью, высокой теплопроводностью и теплоотдачей, обусловленных свойствами их основного компонента – кремнезема.

При изучении обмена веществ в виноградной лозе особое внимание уделяется азотистым веществам, которые играют весьма важную роль в повышении урожайности и качества винограда. Из фракций органических азотистых веществ химического состава ягод особо важное значение в формировании их питательных и целебных свойств, наряду с сахаристостью и кислотностью, играет фонд свободных аминокислот. Исследование их состава позволило идентифицировать в соках винограда до 16 аминокислот, представленных как алифатическими, так и циклическими группами. При идентичности качественного состава отмечена значительная разница в общем количественном фонде и концентрации одноименных аминокислот. Повышенное содержание их суммы при постоянном превалировании аланина, аспартата, пролина, а также незаменимых аргинина, валина, изолейцина, лейцина и треонина, отмечено в образцах из первого микрорайона, отличившихся способностью к повышенному накоплению сахаров. Синтез аминокислот, как известно, зависит от обогащенности растения углеводами, в том числе сахарами. При сопоставлении полученных данных выявлена связь между степенью изменчивости этих важных компонентов состава ягод – чем больше разница в суммарном содержании сахаров, тем больше количественное отличие в суммарном содержании аминокислот (табл. 2).

Таблица 2. Исследования сахаров и аминокислот

Исходя из этого можно предположить, что между основными показателями, характеризующими азотный и углеводный обмен, существует тесная биохимическая связь, коррелирующая с воздействием на виноградное растение наиболее важных для его развития экологических факторов.

Выводы: изучение реакции виноградного растения на вариабельность экологических факторов, проведенное на примере сорта Ркацители, показало, что высокая теплообеспеченность и супесчаная почва создают весьма благоприятные условия для активного синтеза углеводов и свободных аминокислот, в том числе незаменимых, обусловливающих вкусовые достоинства, питательные и целебные свойства ягод. Результаты исследования представляют интерес для прогнозирования качества винограда в определенных почвенно-климатических условиях; способствуют рациональному интегрированию виноградных ресурсов и экологических ситуаций, получению высококачественных урожаев.