Вплив нестачі води на виноградну лозу

Управління шляхом обробки позакоревої частини лози мікробіологічними похідними

Lucia GIORDANO, Università degli Studi di Perugia,
Tommaso FRIONI, Università Cattolica del Sacro Cuore, Piacenza,
Fabrizio BATTISTA, Lallemand Oenology

Частина 2. Перша частина – тут

Для захисту винограду від водного стресу розроблено інноваційний мікробіологічний продукт Lalvigne ProHydro™. Використання його стало предметом поглибленого дослідження, яке продемонструвало, що обробка виноградника забезпечує швидку та ефективну осматичну регуляцію, обмежуючи втрати якості в умовах, пов’язаних із нестачею води, що останнім часом буває дедалі частіше та стає фактором стресу лози.

Експериментальне випробування

Університет Перуджі у співпраці з Università Cattolica del Sacro Cuore (П’яченца) оцінив використання та вплив LalVigne ProHydro™ на фізіологічні та виробничі функції семирічних лоз (сорт Санджовезе, клон VCR30), що росли в горщиках та штучно піддавались водному стресу в умовах високих температур.

Тричі обробили листя LalVigne ProHydro™ еквівалентними дозами 1кг/га на фенологічних стадіях: зав’язування плодів (19 червня), плоди розміром як горошина (3 липня) та закриття грон (17 липня). Контрольні лози поливали однаковою кількістю води в один час.

Усі рослини були в умовах повного зрошення (90 % від вмісту горщика) наступні три дні після останньої обробки (20 липня), коли половину лоз із кожного зразка піддали водному стресу, зберігаючи максимальну кількість води на рівні 40 %. 8 серпня (за кілька днів до верайзону, початку зміни кольору ягід) 90 % максимально доступної води було відновлено для всіх рослин до кінця сезону.

Були зафіксовані такі показники: фотосинтез (Pn), продихова провідність (gs), ефективність використання води (WUE), фотохімічна ефективність PSII (Fv/Fm), вміст хлорофілу (одиниці SPAD), а також кількість та композиційні параметри зібраного винограду (12 вересня).

Фото 2: Виноградні лози в горщиках, що зазнали нестачі води. Вище: не оброблені лози з явним хлорозом; нижче: лоза оброблена LalVigne ProHydro™ де не видно пошкоджень від нестачі води.

Результати

Отримані дані демонструють, що обробка з LalVigne ProHydro™ зменшує вплив водного та температурного стресу впродовж року. З погляду клімату, дослідження проводили в період з максимальною температурою (T max) вище 35 °C упродовж 22 днів (рисунок 3A–B). Видно, що, незалежно від впливу води, всі рослини в досліді піддали значному термічному режиму впродовж року. Фізіологічні дані та дані фотосинтезу зокрема показують, як у відповідь на першу та другу обробку LalVigne ProHydro™ спостерігається посилений фотосинтез, якщо порівнювати з необробленим контролем. Ці відмінності зменшилися, коли 15 липня були зареєстровані нижчі температури (рисунок 3A–B). Після третьої обробки та після повних 7 днів з максимальною температурою понад 35 °C оброблені зразки, що не зазнали водного стресу, продемонстрували кращий фотосинтез, ніж контрольні лози (рисунок 3A).

Рисунок 3: Фізеологічні параметри зареєстровані у оброблених та необроблених рослин з LalVigne ProHydro™, обробки позначені стрілками, дозування 1кг/га: рослини , що завжди поливались (A, C) та рослини , які піддалися водному стресу (B, D ). A і B: фотосинтес та максимальна температура повітря; C і D: ефективність використання води (WUE -water use efficiency ) розрахована як співвідношення між фотосинтезом (Pn) та продиховою провідністю (gs). *: вказує на значні відмінності між обробленими та не обробленими зразками.

В той самий період лози, що зазнали водного стресу: оброблені рослини продемонстрували вищий рівень фотосинтезу, ніж контроль, відповідно, + 48 % 25 липня (5 днів з початку водного стресу) та + 21 % – 1 серпня (12 днів водного стресу) (рисунок 3B). Коли повний об’єм води було відновлено, оброблені рослини відреагували швидким та послідовним відновленням Pn (+ 56 %) і WUE (+ 40 %) і повернулися до рівня перед стресом. Необроблені лози не відновили повний рівень фотосинтезу (рисунок 3B–D).

Це свідчить про те, що під час водного стресу оброблені рослини не зазнали постійного чи незворотного пошкодження системи фотосинтезу. Це показано в даних фотохімічної ефективності, оцінених через співвідношення флуоресценції Fv/Fm (рисунок 4A). Цей параметр має порогове значення 0,65, нижче якого відбувається незворотна втрата ефективності фотосистеми хлоропластів II, що проявляється у вигляді пожовтіння листя, хлорозу та некрозу (фото 2) і є результатом накопичення перекису водню та інших фітотоксичних молекул в умовах сильного стресу. Лози, оброблені LalVigne ProHydro™, підтримували вищу фотохімічну ефективність, ніж котроль, та лишались вищим, ніж порогове значення 0,65, упродовж усього дослідження. І навпаки, контрольні лози впали нижче від значення, що призвело до хронічних процесів фотоінгібування. Явищ фотоінгібування не було ні в оброблених рослинах, ні в зрошувальних (дані не показано).

Оброблені лози швидко відновлюють фотосинтетичну ефективність після періоду водного стресу та довше підтримують активність своєї листової системи, забезпечуючи хороший рівень фотосинтезу до збору врожаю. Це спостереження також підтверджує вищий вміст хлорофілу в оброблених виноградних лозах і в тих, що зазнали водного стресу (рисунок 4В), і в тих, що зрошувалися під час найспекотніших днів (дані не подаються).

Таблиця 1. Параметри продуктивності, зареєстровані під час збору врожаю. Обробка LalVigne ProHydro™ дозволила уникнути втрат через зневоднення і дозволила отримати кращу середню вагу ягід і за умови водопостачання, і в умовах водного стресу. Різні літери вказують на статистично значні відмінності між методами обробки (p < 0.05).

Таблиця 2. Композиція винограду при зборі урожаю. Обробка LalVigne ProHydro™ дозволяє підтримувати хорошу кислотність і накопичувати цукор у зразках, які піддалися водному та термічному стресам, а також забезпечує більш повне дозрівання фенолів. Різні літери вказують на статистично значущі відмінності між обробками (p <0.05).

Рисунок 4. Фотохімічна ефективність фотосинтетичної системи (A) та вміст хлолфілу в одиницях SPAD (B) в рослинах оброблених з LalVigne ProHydro™ з дозою 1 кг/га та контрольних рослинах, у періоди зазначені стрілками. Ці рослини зазнали водного стресу перед перевіркою. Фотохімічна ефективність розраховується як співідношення між флоурестенцією Fv (різниця між мінімальною та максимальною флоурестенцією) та Fm (максимальна флоурестенція). Значення нижче за 0.65 вказує на те що система фотосинтезу зазнала незворотнього пошкодження, вказує на значні відмінності між контролем та обробленими рослинами.

Краща фізіологічна продуктивність оброблених лоз дозволила краще розподілити суху речовину та зменшити явище зневоднення винограду. З таблиці 1 видно, що середня вага ягід та врожай на лозу вищі, ніж котроль, на зрошувальних лозах і на лозах під впливом стресу. Водночас вона сприяла накопиченню цукру та концентрації поліфенолів у рослинах, що зазнали водного стресу (таблиця 2).

Висновки

LalVigne ProHydro™ – це нова мікробіологічна похідна, здатна забезпечувати кращий фотосинтез і сприяти швидкому відновленню рослин у разі нестачі води. Обробка стимулює природний біосинтез ендогенного проліну в листі, що дозволяє підвищити рівень тургору клітини та уникнути біосинтезу фітотоксичних молекул, таких як перекис водню та інших активних форм кисню.

В цьому дослідженні, проведеному в напівконтрольованому середовищі на виноградних лозах Санджовезе, що ростуть у горщиках, було показано, що позакореневе оброблення між зав’язуванням плодів та початком зміни кольору (veraison) з LalVigne ProHydro™ може допомогти запобігти втраті урожаю, пов’язаній із нестачею води, та одночасно зберегти накопичення цукрів та фенольних сполук. Ці ефекти пов’язані з покращеною фізіологічною дією оброблених рослин у разі виникнення стресових умов. Оброблені рослини не зазнають постійного пошкодження фотосинтетичної системи, що дозволяє зберегти повну функціональну цілісність листя з більшим виділенням фотосинтатів до збору врожаю. Ці дані підтверджують, що максимальна ефективність LalVigne ProHydro™ досягається за допомогою профілактичних обробкок, які проводяться в період, коли нестача води може серйозно знизити врожайність (період зав’язування плодів – період початку зміни кольору плодів (veraison)).

Ми дякуємо професору Альберто Палліотті з Університету Перуджі за важливий науковий внесок у цю роботу.

ТзОВ «Біомастер», Україна
м. Київ, вул. Клавдіївська, 23/15, к. 124
+38 (044) 355 01 91, +38 (068) 095 45 08
e-mail: info@biomaster.com.ua

Винороб Валентина Чигринець
тел.: +38 (068) 492 21 63
enolog.biomaster@ukr.net
www.biomaster.com.ua
www.facebook.com/biomaster.com.ua

Lallemand, Croatia
Nenad Maslek, dipl ing,
Area manager
mob.: +385 98 302 462
e-mail: nmaskek@lallemand.com
www.lallemandwine.com