Ампелоэкология — наука, которая изучает взаимозависимость растений винограда и окружающей среды, а также влияние среды их обитания на основные процессы вегетации и жизнедеятельности в естественных условиях и в агроценозе.
Первый всемирный симпозиум по экологии винограда, проведенный в Румынии, определил, что на современном этапе развития виноградарства решающим является изучение экосистемы, включающей не только природные факторы условии произрастания, биосферы, но и организационные, социальные и другие проблемы.
Виноград относится к числу пластических растений, он реагирует на изменения условий среды, от которой в значительной мере зависят его долговечность, рост и развитие, количество и качество урожая. Один и тот же сорт, выращенный в разных природно-климатических зонах, даст совершенно разную продукцию по величине и качеству. Многолетняя практика, научные исследования показали, что экологические условия и генетические особенности сортов винограда — основа специализации и сорторайонирования виноградарства.
На растение винограда действуют одновременно взаимосвязанные между собой факторы среды — климатические, почвенные, пространственные, геологические, биотические и антропогенные.
Климатические факторы характеризуют физическое состояние среды, в которой растет, развивается и плодоносит виноград. По значимости они разделяются на основные (температура, свет, влажность) и второстепенные (облачность, туман, суховеи, заморозки, ветер, град и др.).
Эдафические (почвенно-грунтовые) факторы важны для определения производственного направления, сортимента и агротехнических мероприятий; включают почву, ее возраст, мощность, плодородие, увлажнение, присутствие макро- и микроэлементов питания в ней и др.
Биотические факторы — совокупность влияния одних организмов на другие. Могут действовать непосредственно (например, опыление растений пчелами) или косвенно (изменение состава почвы под влиянием деятельности бактерий и воздуха листовым аппаратом в процессе фотосинтеза).
Пространственные факторы — рельеф, высота над уровнем моря. Рельеф местности изучается при осмотре территории, подлежащей освоению под виноградники, а также по материалам вертикальной топографической съемки и аэрофотоснимкам. Важное значение имеют две группы рельефа — микрорельеф и мезорельеф. Лучшими для виноградинка будут теплые южные, юго-западные и западные склоны гор или холмов.
Геологические факторы — влияние на растения воздушной и водной эрозии. Учитываются при составлении карты эрозионной опасности территории, проведении мероприятий по борьбе с ней.
Антропогенные факторы – совокупность влияния прямых и косвенных воздействий деятельности человека на культуру винограда, формирование рельефа (искусственные орографические факторы) и почвы (искусственные эдафические факторы).
При культивировании винограда на эти факторы следует обращать особое внимание.
Наиболее благоприятен для винограда умеренный и субтропический климат. Основные факторы, влияющие на рост и развитие винограда: температура воздуха (среднегодовая, среднесуточная, средняя самого теплого месяца, продолжительность безморозного периода, годовая — минимальная и максимальная); температура почвы (степень ее промерзания и прогревания); интенсивность солнечного освещения и количество солнечных дней в году; сила и направление ветра; осадки; абсолютная и относительная влажность воздуха.
Температура — один из определяющих климатических факторов, влияющих на размещение насаждений в различных условиях рельефа и высоты местности, формирование и систему ведения кустов. Влияние температуры на развитие винограда проявляется по-разному. Так, возникновение активной жизнедеятельности растений винограда Витис винифера, или так называемый биологический нуль, лежит близко к физическому, а развитие вегетирующих частей растения в зависимости от сорта начинается при 9— 12 градусах. Биологический нуль имеет большое значение при определении активных температур. Метеорологический нуль (температура замерзания воды) по шкале Цельсия не является показателем начала или затухания жизненных процессов растений, так как у большинства из них они начинаются и приостанавливаются при более высокой температуре.
Температурой перехода европейского винограда из состояния покоя к вегетации принято считать среднесуточную температуру воздуха 10°С. Падение температуры ниже биологического нуля (но не ниже 0°С) в период вегетации не вызывает гибели куста, а только приостанавливает процессы его роста и развития.
Распускание почек в зависимости от вида и сорта винограда начинается при устойчивой среднесуточной температуре воздуха 10—12°С. По мере ее повышения наблюдаются активное деление клеток и ускоренный рост побегов. Интенсивный их рост и формирование почек происходят при оптимальной для вегетации винограда температуре 25—30°С. В начале цветения бурный рост побегов замедляется, и до конца вегетации куст развивается медленно. Однако рост побегов может возобновиться после дождя, при теплой погоде, поливе или при избытке азота в почве. Температура выше 20°С, особенно 28—32°С, в период созревания урожая способствует быстрому накоплению сахаров и снижению кислотности, а при 40°С — вызывает ожоги листьев и ягод, задерживает созревание и ухудшает их качество, угнетает кусты. При понижении температуры до 14°С созревание ягод идет очень медленно. Накопление сахара у некоторых сортов замедляется, а содержание растворимых веществ в ягодах незначительно изменяется с момента образования и до начала их созревания.
Особенно негативно действуют на виноградное растение низкие температуры: останавливается рост, физиологические и биохимические процессы протекают медленно. Весной, после распускания почек, снижение температуры до — 1 °С отрицательно влияет на молодые распустившиеся побеги и листья, а набухшие почки гибнут при —3—4°С. Соцветия повреждаются при —0,2—0,7°С. При температуре почвы —5—7 С у европейских сортов и отдельных американских видов повреждаются корни. Однако у сортов дальневосточной селекции. Амурского винограда и у некоторых гибридных его форм корни выдерживают понижение температуры почвы до —9—15°С. Они перспективны для использования в качестве морозоустойчивых подвоев.
Зимой почки сохраняются при морозах до -20 °С, лоза — при -22, многолетняя древесина повреждается при -23—28 градусах. Лишь некоторые морозоустойчивые виды и сорта выдерживают более низкую температуру (Рипариа, Лабруска, Амурский виноград, Буйтур, Северный белый и Коринка Мичурина).
Поскольку зимние температуры определяют урожайность насаждений винограда, особенно при неукрывной культуре, в каждом регионе следует исключить сорта, требующие укрытия на зиму, а также те, культивирование которых экономически нецелесообразно.
Главный природный фактор, лимитирующий получение высокого урожая винограда — теплота, количество и перераспределение которой во многом зависят от рельефа местности, экспозиции участка и типа почвы. Основным показателем теплообеспеченности местности для растения винограда считается сумма активных температур воздуха за вегетационный период (среднесуточная температура 10°С и выше). В районах промышленной культуры винограда сумма активных температур равна 2200—3100 °С. При подборе сортов необходимо учитывать потребность в тепле по срокам их созревания за весь период, а именно оптимальная сумма активных температур должна быть: для очень ранних сортов — 2200—2400 °С, ранних — 2400 -2600°С, раннесредних —2600—2700°С, средних — 2700— 2800 °С, среднепоздних — 2800—2900 °С. поздних —2900—3000 °С и для очень поздних — 3000°С и более. Неблагоприятными температурами в отдельные фазы развития винограда считаются: для роста побегов — менее 10-12°С. в период цветении—14 °С и созревания винограда — менее 14—18 °С.
При недостаточном освещении рост побегов угнетается. При этом они вытягиваются, становятся тонкими, удлиняются междоузлия, листья остаются недоразвитыми, ягоды плохо окрашиваются, медленно накапливаются сахара, слабо закладываются плодовые почки, плохо развиваются соцветия и грозди. В связи с этим очень эффективны приемы агротехники, направленные на увеличение притока солнечной энергии. Она является одним из основных экологических факторов роста и развития винограда! Регулирование притока солнечной энергии осуществляют густотой посадки, направлением рядов, формированием кустов, операциями с зелеными органами растения винограда и другими агротехническими приемами. Увеличивая ассимиляционную поверхность куста, можно добиться значительного использования ФАР. Она имеет наибольшее значение для физиологических процессов, протекающих в растениях.
Значительное влияние на прохождение фаз вегетации винограда и на качество урожаи оказывает влажность почвы и воздуха. Недостаток влаги отрицательно сказывается на его развитии, несмотря на относительную засухоустойчивость винограда. При этом ослабевает рост побегов. При засушливой погоде в период созревания ягод замедляется накопление в них сахаров, а при сильной почвенной засухе — прекращается. Относительная влажность воздуха в период цветения винограда — 70—80%. При влажности воздуха ниже 25% жидкость, появляющаяся на рыльцах пестиков, высыхает, что затрудняет опыление. Оптимальная влажность почвы для развития растения винограда составляет 75—80% НВ. Влагообеспеченность виноградного растения за период вегетации или за отдельную фазу развития характеризует гидротермический коэффициент, исчисляемый по формуле
K = 10P/t ,
где P - сумма осадков за период май-июль с температурой выше 10°C; t - сумма температур за указанный период.
Для выращивания винограда, его размещения важен ветровой режим местности. Ветер увеличивает приток СО2 к кустам винограда, улучшает их аэрацию, изменяет термический режим, а при значительной силе механически разрушает кусты. Особенно опасны сильные ветры в начале вегетации.
Наряду с общим влиянием климата учитываются и местные погодные условия (периодическое снижение температуры, выпадение осадков и др.). Именно поэтому в каждом регионе следует разрабатывать комплекс агротехнических мероприятий.