4 Namakanje vinogradov in sušni stres

Paolo Sivilotti

Uvod

Voda je osnovna sestavina živih organizmov, saj predstavlja do 80-90 % mase celic. Voda je ena od glavnih spojin v procesu fotosinteze, pa tudi v drugih biokemičnih ciklih celic. Poleg tega je bistvena za ohranjanje turgorja, ki je temeljna zahteva za rast, odpiranje/zapiranje listnih rež in ohranjanje oblike v nelignificiranih organih.

V tleh in rastlinskih sistemih se voda giblje po padajočem gradientu vodnega potenciala. Če ta gradient ustvarijo zunanji dejavniki (npr. ozračje), ga imenujemo masni transport. Najbolj znan primer masnega transporta je prav pretok vode navzgor po ksilemu, ki nastane zaradi transpiracije oziroma izhlapevanja vode skozi liste.

Med vinogradniškimi praksami je lahko namakanje najpomembnejše orodje za uravnavanje vigorja, pridelka, kakovosti grozdja in splošnega zdravstvenega stanja vinske trte. Da je namakanje učinkovito, mora biti prilagojeno razmeram rastišča (vrsta in globina tal, teren in podnebje), velikosti trte (površina listov v krošnji, globina korenin) ter razmiku med trtami, in sorti (Williams in Matthews, 1990; Williams, 2002).

Pri pridelavi poljščin je pogosto cilj z namakanjem doseči največjo rast in pridelek. V vinogradih pa se načela namakanja razlikujejo, saj se voda uporablja za uravnavanje vegetativne rasti in razvoja grozdnih jagod za doseganje optimalne kakovosti za pridelavo vina. Te manipulacije pogosto temeljijo na ustvarjanju blagega do zmernega vodnega stresa v fazi po nastavku pridelka. Večji poudarek na kakovosti grozdja kot na količini pridelka lahko vodi v željo po ustvarjanju nadzorovanega vodnega stresa pri trti. Vendar pa morajo pridelovalci upoštevati, da lahko metode deficitnega namakanja povzročijo pretiran stres trte, kar negativno vpliva na kakovost grozdja (Bucchetti in sod., 2011; Calderan in sod., 2021).

Kontinuum tla-rastlina-atmosfera

Na ravni listov transpiracijo nadzorujejo majhne, približno 150-200 mm2  velike odprtine, imenovane listne reže, ki jih najdemo predvsem na abaksialni strani listne ploskve. Listne reže imajo precej delikatno funkcijo, namreč omogočajo izstop vodne pare iz mezofila in hkrati pospešujejo vstop ogljikovega dioksida, potrebnega za proces fotosinteze. Ponoči so listne reže zaprte, zato je izguba vode zelo omejena. Takoj ko sonce vzide, se listne reže odprejo in prične se transpiracija. Gonilna sila tega procesa je gradient vodnega potenciala med ozračjem in substomatalnim prostorom. Prehajanje vode v atmosfero, se nadomesti z vodo iz sosednjih celic, ta proces pa se kaskadno nadaljuje, dokler ne doseže celic, ki mejijo na ksilem, žilno tkivo, ki povezuje korenino rastline z njenim nadzemnim delom. Izguba vode iz celic ksilema ustvari napetostno silo, ki se prenaša navzdol, dokler ne doseže korenin. Ta napetost, povezana s kohezivnimi lastnostmi vodnih molekul, omogoča neprekinjen transport vode navzgor, kar vpliva na celice koreninske skorje in na koncu povzroči prenos vode iz tal v notranjost korenin. Ta mehanizem, imenovan kohezijsko-napetostna teorija, je osupljiv, če upoštevamo, da v kontinuiteti tla-korenine-krošnja vedno obstaja, ne glede na del dneva, zelo tanek in neprekinjen tok vode (Lebon in sod., 2003; Sivilotti in sod., 2005).

Tipologija tal in razpoložljivost vode

Vsebnost vode v tleh je prostornina vode na enoto prostornine tal, izražena v odstotkih prostornine. Dejavniki, ki vplivajo na zalogo vode v tleh, so: 1. skupna poroznost, 2. velikost, porazdelitev in povezanost por ter 3. vodni potencial tal.

Skupna poroznost določa zgornjo mejo, koliko vode se lahko uskladišči v dani prostornini tal. Ko so vse pore napolnjene z vodo, so tla nasičena in ne morejo več shranjevati vode.

Pomemben vpliv velikosti in porazdelitve por na shranjevanje vode v tleh je povezan z odzivom različnih velikosti por na energijske sile ali vodni potencial tal (Williams, 2002; Sivilotti in sod., 2005). V nasičenih razmerah se velike pore lažje odvajajo kot odziv na težnostni potencial. Kadar so tla namesto tega nenasičena, so velike pore manj podvržene kapilarnim silam. V nenasičenih tleh postane vodni potencial tal negativen (sesanje), stopnja, do katere se to zgodi, pa močno vpliva na shranjevanje (zadrževanje) vode v tleh ali vsebnost vode v porah različnih velikosti (Williams in Matthews, 1990; Williams, 2002).

Kapaciteta tal je količina vode, ki ostane v tleh nekaj dni po nasičenju in prenehanju prostega odtekanja. Matrični potencial je pri tem stanju vlažnosti tal približno – 0,1 do – 0,3 bara. Prostorninska vsebnost vlage v tleh, ki ostane pri polni kapaciteti, je približno 15 do 25 % za peščena tla, 35 do 45 % za ilovnata tla in 45 do 55 % za glinena tla.

Točka venenja označuje vsebnost vode v tleh, pri kateri večina rastlin, ki rastejo v teh tleh, oveni in ob ponovnem nasičenju z vodo ne obnovi turgorja. Pri tem stanju vlažnosti tal je matrični potencial običajno ocenjen na približno -15 barov. Večina kmetijskih rastlin pa začne kazati znake venenja že pri precej višjem matričnem potencialu, običajno med -2 in -5 bar, saj se pretok vode v korenine zmanjša, listne reže izgubijo turgorski tlak in omejujejo transpiracijo. Voda na tej točki je močno vezana in ujeta v majhnih porah, zato jo tla težko sprostijo. Prostorninska vsebnost vode pri točki venenja znaša približno 5–10 % za peščena tla, 10–15 % za ilovnata tla ter 15–20 % za glinena tla.

Razpoložljiva kapaciteta za zadrževanje vode predstavlja delež vode, ki jo rastline lahko absorbirajo s koreninami. Po definiciji gre za količino vode, ki je rastlinam na voljo med poljsko kapaciteto in vsebnostjo vode pri točki venenja. To je ključna količina vode, ki jo tla lahko zadržijo za evapotranspiracijo rastlin. Peščena tla imajo nizko zadrževalno sposobnost za vodo, zato so bolj dovzetna za sušo; razpoložljiva voda v njih se zaradi visoke stopnje evapotranspiracije lahko izčrpa že v nekaj dneh (Williams in Matthews, 1990; Williams, 2002). 

Točka venenja je vsebnost vode v tleh, ko večina rastlin, ki rastejo v teh tleh, usahne in ob ponovnem navlaženju ne obnovi svojega turgorja. Matrični potencial pri tem stanju vlažnosti tal je običajno ocenjen na -15 barov. Večina kmetijskih rastlin običajno kaže znake venenja veliko prej, preden je dosežen ta potencial vlage ali vsebnost vode (običajno pri približno -2 do -5 bar), ker se hitrost pretoka vode v korenine zmanjša, želodci pa izgubijo turgorski tlak in začnejo omejevati transpiracijo. Ta voda se močno zadrži in ujame v manjših porah in ne odteka zlahka. Prostorninska vsebnost vlage v tleh, ki ostane na točki venenja, znaša približno 5 do 10 % pri peščenih tleh, 10 do 15 % pri ilovnatih tleh in 15 do 20 % pri glinenih tleh.

Razpoložljiva kapaciteta za zadrževanje vode je delež vode, ki jo lahko absorbirajo rastlinske korenine. Po definiciji je to količina razpoložljive, shranjene ali sproščene vode med kapaciteto polja in vsebnostjo vode na trajni točki venenja. Razpoložljiva kapaciteta tal za zadrževanje vode se nanaša na količino vode, ki jo tla lahko zadržijo in ki je rastlinam na voljo za namene evapotranspiracije. Peščena tla so bolj nagnjena k suši in se v njih hitro (v nekaj dneh) izčrpa razpoložljiva voda, če je stopnja evapotranspiracije visoka.

Metode za načrtovanje namakanja

Obnavljanje koreninskega območja. Najpreprostejša metoda načrtovanja je uporaba vode, ko skupna razpoložljiva vlaga v območju korenin doseže nizko mejno vrednost. Na primer, namakanje, ko v koreninskem območju ostane 40 % razpoložljive vode v tleh z grobo teksturo ali 50 % razpoložljive vode v tleh z fino teksturo, bo zagotovilo dovolj vode za zadovoljitev potreb trte. Za oceno razpoložljive vlage v koreninskem območju se uporabljata dve metodi: meritve vsebnosti vlage v tleh in ocene porabe vode s pridelkom (Sivilotti in sod., 2005).

Dopolnjevanje na podlagi izmerjene ravni vlage v tleh. Metode in instrumenti za merjenje vlažnosti tal so:

1. Gravimetrična metoda. Vzorce tal je treba odvzeti na določeni globini, jih stehtati, posušiti v sušilniku in nato ponovno stehtati, da se določi odstotek vlage. Metoda je sicer precej dolgotrajna.
2. Prevodnostni bloki. Ti vključujejo mavčne in vodne bloke. Ti bloki, zakopani v tla, spreminjajo prevodnost s spremembami vlažnosti tal. V primerjavi s tenziometri so prevodnostni bloki zanesljivejši pri zelo nizki vsebnosti vode v tleh (tlak vode manj kot 1 bar).
3. Tenziometri. Tenziometer je zatesnjena cev s poroznim lončkom na spodnjem koncu in majhnim zračnim prostorom na vrhu. Na vrhu pritrjen manometer meri tlak v zračnem prostoru. Tenziometer je skupaj z lončkom zakopan na želenem mestu. Voda se premika iz cevi ali v cev skozi keramični lonček, odvisno od vlažnosti tal, dokler napetost vlage (tlak, s katerim tla zadržujejo vodo) ni enaka tlaku v zračnem prostoru. Tlak vlage se povečuje, ko se tla izsušijo.
4. Reflektometer s časovno domeno (angl. Time Domain Reflectometer – TDR). Sistemi TDR uporabljajo vkopane sonde ali senzorje za merjenje vlage v tleh na fiksni točki ali pa uporabljajo dostopne cevi, v katere se lahko vstavi senzorska sonda za merjenje vlage na več globinah. Sistemi TDR merijo vsebnost vode v tleh in ne tlaka, s katerim je voda vezana, kar je sicer pomembnejše za pridelek.
5. Nevtronske sonde. Te instrumente uporabljajo predvsem raziskovalci, saj so dragi, uporabljajo vir sevanja in zahtevajo usposabljanje za njihovo upravljanje. Meritve temeljijo na količini vodika v tleh. Dostopne cevi se uporabljajo na podoben način kot pri sistemih TDR. Nevtronske sonde je potrebno, glede na vrsto tal, pred uporabo umeriti.

Nadomeščanje vode na podlagi ocenjene porabe s pridelkom.

Ne glede na sorto vinske trte so potrebe po vodi, odvisne od potrebe po izhlapevanju v posameznem vinogradu, stopnje razvoja trte in odstotka pokritosti tal s krošnjo oziroma listno steno trte.

Informacije, potrebne za načrtovanje namakanja v dnevnih, tedenskih ali drugih intervalih v rastni sezoni, vključujejo podatke o potencialni evapotranspiraciji (ET0) in zanesljiev podatek o koeficientu posevka (kC). Potencialna evapotranspiracija (ET0) (znana tudi kot referenčna ET) pravzaprav predstavlja vodo, ki jo v enoti časa porabi nizek zelen posevek, ki popolnoma zasenči tla (npr. travna ruša). V idealnem primeru je posevek enakomerne višine in ni nikoli pod vodnim stresom (Castellarin in sod., 2007a; Castellarin in sod., 2007b).

Porabo vode v vinogradu ali evapotranspiracijo (ETC) lahko ocenimo z naslednjim razmerjem:

ETC  = kC × ET0

kjer je ET0 evapotranspiracija nizkega zelenega posevka, ki popolnoma zasenči tla, kC pa je koeficient posevka (delež vode, ki ga omenjeni posevek porabi glede na ET0). Koeficient posevka se tekom rastne sezone, ko trta razvija aktivno listno površino, spreminja. Za vinsko trto so bile objavljene tabelarične vrednosti kC, ki se lahko spremenijo glede na stopnjo vitalnosti vinograda. Na začetku rastne sezone, pred cvetenjem, je kC pogosto okoli 0,2. Ob cvetenju se kC poveča na približno 0,4, nato pa se tik pred cvetenjem poveča na 0,8. Med zorenjem se lahko kC poveča na približno 0,9, nato pa se po obiranju in pred odpadanjem listov zmanjša na 0,5 ali manj (Lovisolo in sod., 2010). Pridelovalci, ki uporabljajo namakanje na podlagi ocenjene porabe vode pridelka, se morajo zavedati, da so lahko ocene kC netočne in vodijo do slabih ocen ETC, tudi če je mogoče pridobiti kakovostne podatke za ET0. Če je ETC precenjena in se posledično namaka prekomerno, lahko pride do prevelike rasti, vigorja in povečanega tveganja izpiranja nitratov iz tal. Če pa je ETC podcenjena, se lahko pomanjkanje vode skozi sezono postopoma povečuje, kar vodi v zapoznelo zorenje in slabšo kakovost grozdja (Mendez-Costabel in sod., 2014; Herrera in sod., 2015).

Prag tlaka vode v ksilemu. Pri drugi metodi načrtovanja namakanja se namesto vsebnosti vode v tleh ali ocenjene porabe vode kot prag uporablja izmerjen kazalnik stanja vode v trti.

Vegetativni in reproduktivni procesi rasti vinske trte so neposredno povezani s stanjem vode v trti in le posredno z vodo v tleh in atmosferskimi razmerami v okolici. Tlačna komora (imenovana tudi Scholandrova tlačna komora) je postala neprecenljivo orodje za merjenje vodnega stanja trte v vinogradih. Na voljo je po razumni ceni, je prenosna in meritve se opravijo v realnem času v vinogradu, zato se lahko odločitve o upravljanju namakanja sprejemajo ob hkratnem zbiranju podatkov. Scholandrovo tlačno komoro je za merjenje stanja vode v vinski trti, mogoče uporabiti na tri načine. Slednji vključujejo določanje: vodnega potenciala listov pred zoro (ѰPZ), vodnega potenciala listov sredi dneva (ѰLIST), ter vodnega potenciala stebla sredi dneva (ѰSTEBLO). Po navadi ima čista voda vodni potencial “0”, zato je vodni potencial tal v pogojih poljske kapacitete blizu te vrednosti. Na ravni krošnje vinske trte ima dnevni vodni potencial listov (ѰLIST) značilno dnevno nihanje, ki poudarja najnižje vrednosti v prvih popoldanskih urah. Pogoji, ki povzročijo povečanje potrebe po transpiraciji iz ozračja (visoke temperature, nizka relativna vlažnost zraka) in/ali zmanjšanje vsebnosti vode v tleh, prispevajo k nadaljnjemu zniževanju vrednosti ѰLIST. Pozno popoldne se vrednosti ѰLIST povečajo in dosežejo najvišje vrednosti pred zoro naslednjega dne. Na splošno imajo dobro zalite trte vrednosti ѰLEAF nad -0,8/-1,0 MPa, medtem ko lahko rastline, ki so pod vodnim stresom, dosežejo bolj negativne vrednosti tudi -1,4/-1,6 MPa, kar povzroči zapiranje listnih rež in s tem omejitev fotosinteze (Sivilotti in sod., 2005).

ѰLIST. Za meritev se izbere popolnoma razširjen list, ki je izpostavljen neposredni sončni svetlobi. Za merjenje ѰLIST sredi dneva je treba ciljni list najprej v celoti pokriti z majhno plastično vrečko, ki se tesno ovije okoli lista in pritrdi. Če list varno zavijemo v vrečko, preden ga odrežemo z mladike, preprečimo nadaljnjo transpiracijo, ki bi spremenila odčitani tlak. Čim prej po namestitvi vrečke se z ostro britvico čim bližje mladiki odreže listni pecelj z vrečko. Nato se pecelj odrezanega lista hitro vstavi skozi pokrov komore in tesno pritrdi, tako da je odrezani rob peclja obrnjen navzven, list, še vedno zavit v vrečko, pa je v komori. Komora se zapre in nato počasi stisne z dušikovim plinom. Ko se pozitivni tlak na list v komori izenači z negativnim tlakom v notranjosti lista, se tekočina v listu (sok) začne iztiskovati iz odrezanega roba peclja. Takoj ko se pojavi kapljica, uporabnik odčita ustrezen tlak z merilnika tlačne komore. Ta vrednost tlaka je vodni potencial lista, ki se odčita v MPa in zapiše kot negativna vrednost.

ѰSTEBLO. Steblo naj bi bilo manj dovzetno za nihanja okoljskega tlaka kot list, in zato bolj reprezentativno za dejansko raven stresa v celotni trti. Pri opoldanskem ѰSTEBLO se izbere list na senčni strani krošnje, da se zmanjšajo morebitni učinki segrevanja. List je zavit v temno plastično vrečko, ki je prekrita z aluminijasto folijo, da se prepreči pregrevanje zaradi sonca. Vrečko pustimo na listu od 90 do 120 minut. To učinkovito ustavi naravno transpiracijo lista in omogoči, da se vodni potencial lista uravnovesi z vodnim potencialom stebla. Po 90 do 120 minutah se list izreže in testira v tlačni komori, po postopku, navedenim v prejšnjem odstavku.

ѰPZ. Vodni potencial listov pred zoro se določi po isti osnovni metodologiji kot ѰLEAF, vendar se odčitki začnejo ob 3.30 in končajo pred sončnim vzhodom, pri čemer se uporabijo popolnoma razširjeni listi. Predpostavlja se, da je trta pred sončnim vzhodom v ravnovesju z vodnim potencialom tal, zato je ѰPD občutljivejši kazalnik razpoložljivosti vode v tleh. V nedavnem znanstvenem članku je bilo preverjeno, da je ѰPD močno povezan z AWC, ko vrednosti drugega parametra padejo pod 50 %. Ta rezultat je bil izkoriščen za razvoj sistema za podporo odločanju Vintel® (ITK, Clapiers, Francija), ki lahko predvidi ѰPD in omogoči izračun namakanja, ki ga je treba uporabiti v vinogradu, da se ohrani določeno stanje vodnega stanja rastlin v skladu z enološkimi cilji. Tako se lahko vinogradnik na začetku sezone odloči za najboljši vzorec ѰPD v spomladansko-poletnem obdobju, DSS pa izračuna vodno bilanco (na podlagi meteoroloških razmer in tipologije tal), predvidi vrednosti ѰPD in navede količino vode, ki jo je treba uporabiti za doseganje želenega vodnega stanja rastlin. Na sliki 1 so bile uvedene tri obdelave na podlagi treh različnih vrednosti ѰPD med cvetenjem in žetvijo (in sicer -0,2 MPa, -0,35 MPa in -0,55 Mpa), namakanje pa je bilo izvedeno na podlagi rezultatov sistema DSS Vintel®. Zahtevnejše predpisano vodno stanje rastlin je povzročilo odpadanje listov ob koncu sezone in najslabšo kakovost grozdja, medtem ko je vmesno vodno stanje omogočilo ohranitev dobre fiziologije rastlin v poletni sezoni in kakovosti grozdja ob trgatvi.

Namakalni sistemi

Obstajajo različni namakalni sistemi. Vsi imajo prednosti in slabosti, ki so odvisne od razmer na lokaciji, razpoložljivosti vode in pridelovalnih ciljev.

Sistemi za škropljenje z visokim pretokom in visokim tlakom. Namakalni sistem z razpršilci, postavljenimi nad trtami porabi do 50-krat več vode kot kapljični sistem, vendar je preprost za vzdrževanje, v kratkem času porabi velike količine vode in se lahko uporablja za zaščito pred zmrzaljo. Zato so škropilni sistemi najprimernejši za velika območja z ravnim terenom, majhnimi razlikami v vrsti tal in enakomerno močjo vinske trte. Pomembno je poznati količino vode na površino za izračun časa, ki je potreben za nasičenje globine korenin vinske trte; prekratek čas delovanja prikrajša globlje korenine za vodo in lahko povzroči kopičenje soli v območju korenin, medtem ko lahko predolg čas delovanja izpira gnojila, zlasti nitrate, iz območja korenin. Ustrezna količina vode je lahko omejena s stopnjo absorpcije vode v tleh. Na infiltracijo vode skozi tla vplivata gostota in tekstura tal.

Nizkotlačni sistemi. Obstajata dve glavni vrsti nizkotlačnih namakalnih sistemov: kapljični ali kapljični sistemi in mikrorazpršilci. Oba sistema lahko namestite tako, da spreminjate odmerke vode glede na spremembe v strukturi tal ali vitalnosti trte v vinogradu.

Kapljično namakanje omoči določeno prostornino tal, v kateri je rast korenin omejena, razen če se v tleh zadrži veliko deževnice ali če je omočena prostornina v stiku z visoko podtalnico. Omejen obseg omočenih tal in velikost koreninskega sistema sta lahko prednost pri nadzoru vitalnosti krošnje. Vendar premajhen koreninski sistem morda ne bo sprejel dovolj vode, da bi zadostil potrebam krošnje v vročem in suhem vremenu. Zato je pomembno, da namestite kapljični sistem z ustreznim številom kapljačev, razmikom med njimi in hitrostjo dovajanja vode.

Mikrorazpršilci delujejo pod nizkim tlakom, vendar uporabljajo razpršilce s pretokom, ki je večji od pretoka pri kapljičnem sistemu. Tako se z manjšim številom razpršilcev dosežejo večje količine vode, voda pa se nanaša na večjo površino.

Podtalno namakanje. Podtalno namakanje se pri poljščinah uporablja že več let. Gre za metodo umetnega dvigovanja gladine podzemne vode, ki omogoča vlaženje tal pod koreninskim območjem rastlin. Prednosti so varčevanje z vodo in hranili ter prihranek dela zaradi manjšega vzdrževanja in avtomatizacije sistema. V zimskem času je potrebno s kemikalijami (voda z glifosatom) nadzorovati zamašitev kapljačev zaradi vdora korenin.

Delno sušenje korenin (angl. Partial Root Drying – PRD). Ta tehnika namakanja je bila najprej razvita v Avstraliji za varčevanje z vodo, vendar se je izkazala za učinkovito pri zmanjševanju vitalnosti trte, hkrati pa ohranja stanje vode v trti (Chaves in sod., 2010; Bucchetti in sod., 2011; Calderan in sod., 2021). Teoretična osnova za prednosti PRD je, da se pozitivni učinki blagega vodnega stresa in visokega vodnega statusa trte pojavijo hkrati prek dveh delov koreninskega sistema. To se doseže tako, da je del koreninskega sistema trte v vlažnih tleh, drugi del pa v razmeroma suhih tleh. Korenine v suhih tleh proizvajajo manj citokinina in več abscizinske kisline (ABA) kot korenine v vlažnih tleh. Manjša količina citokinina zmanjša rast poganjkov, večja količina ABA pa povzroči delno zaprtje listnih rež. Skupni učinek je manjša vegetativna rast in manjša poraba vode. Ko se hitrost sušenja tal na nenamakanih območjih upočasni ali ustavi, se ta območja namakajo po običajnem urniku, medtem ko se predhodno namakana območja posušijo. Z zamenjavo namakanih in nenamakanih površin se ohranijo ugodne ravni citokininov in ABA (Deluc in sod., 2009; Grimplet in sod., 2009).

Namakanje z manjšo porabo vode

Od brstenja do nastavka grozdov. Ker je vlažnost tal v tem obdobju v večini regij običajno visoka – ko je dovolj zimskih in spomladanskih padavin -, uporaba strategije primanjkljaja v tem obdobju običajno ni niti mogoča, niti zaželena.

Od cvetenja do faze veraison. Prične se tako, da se del profila tal, ki vsebuje večino korenin za preskrbo trte s hranili, posuši z zmanjšanjem ali prekinitvijo namakanja. Nadaljuje se s sušenjem profila, dokler se vegetativna rast ne upočasni ali ustavi (na podlagi podatkov spremljanja in vizualnih pregledov). Ko je to doseženo, se lahko nadzorovano namakanje ponovno začne, dokler se vegetativna rast ponovno ne spodbudi. (Matthews and Anderson, 1989)

Od faze veraison do trgatve. Spremljanje vode je še naprej koristno v obdobju od vegetacije do spravila pridelka, da se raven vode ohrani v želenem območju in listi ostanejo v dobrem stanju.

Po trgatvi. Po trgatvi lahko trta še vedno aktivno raste in ustvarja zaloge – proces, ki zahteva dovolj vode in hranil. (Hardie in Considine 197 Sivilotti in sod., 2005).

Namakanje z reguliranim deficitom

Namakanje z reguliranim deficitom je predvsem omejevanje namakanja med fazo nastavka grozdja in fazo veraison, za nadzor rasti poganjkov vinske trte in vpliv na kakovost grozdja. Takšno omejevanje vode prisili trto, da več virov iz rasti poganjkov usmeri v razvoj grozdov, in omogoča manipulacijo posebnih vidikov razvoja grozdnih jagod. Določitev, kaj je “dovolj vode” in kako malo vode pomeni “primanjkljaj” v vinogradu, je stvar kombinacije tehnologije in osebnih opažanj. Pri tem vam lahko pomagajo svetovalci in dobavitelji opreme, podpora pa je pogosto na voljo tudi s sodelovanjem v skupinskih dejavnostih razširjanja znanja.

Pred brstenjem. Vodni stres v tem času povzroči, da se brsti posušijo in omejijo rast korenin in poganjkov. Prav tako se lahko zmanjša izdolževanje grozdov, zaradi česar so grozdi manjši in bolj kompaktni, ki so lahko bolj dovzetni za težave s škodljivci in boleznimi. Na območjih z veliko zimskih/spomladanskih padavin je pomanjkanje vode v tem času pogosto težko odpraviti.

Od brstenja do cvetenja. Zmanjšanje razpoložljive vode med brstenjem in cvetenjem se lahko uporabi za zmanjšanje hitrosti rasti poganjkov in uravnavanje vigorja. V nekaterih regijah je zaradi količine zimskih in spomladanskih padavin ali visokih regionalnih vodnih zalog takšen učinek težko doseči.

Od cvetenja do nastavka grozdov. V večini vinogradov in v večini let je v tleh shranjene dovolj vlage, da trta v tem obdobju ni izpostavljena stresu. Vendar pa je treba v tem času vzdrževati ustrezno raven vlage v tleh, da se zadovoljijo potrebe trte, saj je dober vodni status v času cvetenja ključnega pomena. Vodni stres v tem času lahko znatno zmanjša rodnost in pridelek, saj se zmanjša število jagod na vsakem grozdu.

Od nastavka grozdov do faze veraison. Vodni stres pred fazo veraison zmanjša vegetativno rast in velikost jagod ter poveča vsebnost topnih snovi. To je čas, ko namaknje z reguliranim deficitom ponuja največ možnosti za zmanjšanje prekomerne rasti mladik. Pri zmernih stopnjah vodnega stresa se lahko vegetativna rast močno zmanjša ob razmeroma majhnem zmanjšanju pridelka. Vsako zmanjšanje pridelka se lahko odrazi s povečanjem topne suhe snovi in morda tudi kakovosti. Obdobje namakanja z reguliranim vodnim deficitom se začne, ko se končata cvetenje in nastavek grozdov. Primanjkljaj se začne tako, da se tla okoli večine korenin izsušijo. Da bi se to zgodilo dovolj hitro, da bi vplivalo na velikost jagod, je morda potrebno, da je med cvetenjem voda v tleh na suhem koncu lestvice lahko dostopne vode (Palai in sod., 2023).

Od faze veraison do trgatve. Nizke ravni vodnega stresa po fazi veraison zmanjšajo pridelek, saj se zmanjša velikost jagod, lahko pa se poveča vsebnost antocianinov in fenolov (Ojeda in sod., 2002; Peterlunger in sod., 2005; Ollé in sod., 2011). Vegetativna rast se v tem času običajno ustavi. Voda v tleh mora v tem obdobju rasti ostati v zadostni količini, da se zagotovi normalno delovanje listov, ki omogočajo čim hitrejše zorenje. To je občutljivo ravnovesje, ki ga je treba doseči brez pretiranega spodbujanja rasti stranskih poganjkov in s tem odvračanja dragocenih virov za grozdne jagode.

Po trgatvi. Nadzor vlage po obiranju mora biti podoben nadzoru vlage od faze veraison do trgatve. Cilj je, da je na voljo dovolj vlage, ki spodbuja shranjevanje ogljikovih hidratov za prihodnjo sezono, vendar ne toliko, da bi spodbujala aktivno vegetativno rast pred odpadanjem listov.

Vpliv vodnega deficita na fiziologijo vinske trte, parametre pridelka in kakovost grozdja

Prvi vidni simptomi vodnega stresa so zaviranje rasti mladik, skrajševanje internodijev, nekroza vršičkov in odpadanje listov iz spodnjega dela mladik. S fiziološkega vidika je eden od prvih reakcijskih mehanizmov rastline na pomanjkanje vode zmanjšanje stomatalne prevodnosti. Na srečo se zmanjšanje fotosinteze pojavi pozneje kot zmanjšanje stomatalne prevodnosti: to določa začetno povečanje učinkovitosti porabe vode v razmerah zmernega pomanjkanja vode in s tem prihranek vode pri pridelku.

Vodni primanjkljaj vpliva na pridelek tako količinsko kot kakovostno. Vpliv primanjkljaja na maso in sestavo jagod se razlikuje glede na obdobje primanjkljaja. Več avtorjev je poudarilo, da je učinek na rast plodov večji, če se primanjkljaj uvede v fazi I (zelena faza) razvoja jagod (Hardie in Considine 1976; Castellarin in sod., 2007a; Chaves in sod., 2010), saj lahko omeji delitev in povečevanje velikosti celic; če pa se uporabi v fazi II (veraison) in III (faza zorenja), lahko le zmanjša povečevanje velikosti celic. Zmanjšanje velikosti grozdnih jagod ima posledice pri obiranju, saj neposredno vpliva na pridelek rastline, pri čemer je zmanjšanje pridelka večje, če se stres pojavi pred fazo veraison kot pa po njej.

Pomanjkanje vode vpliva na primarno in sekundarno presnovo jagod, ki sta odgovorni za kakovost grozdja in vina. Glavni primarni metaboliti, ki se kopičijo v grozdnih jagodah, so sladkorji, organske kisline in aminokisline. Čeprav nekatere študije razkrivajo znatno višje koncentracije sladkorja v grozdju, pridelanem na trtah z reguliranim primanjkljajem vode, v primerjavi z namakanimi trtami, so si rezultati več opravljenih študij pogosto nasprotujoči. Tudi organske kisline pomembno vplivajo na organoleptične lastnosti grozdja in vina. Rezultati različnih avtorjev o njihovem kopičenju v grozdnih jagodah glede na primanjkljaj vode niso enoznačni. Nekateri avtorji so poudarili, da primanjkljaj, ki je bil uporabljen pred in po začetku zorenja grozdja ali v vseh fazah razvoja grozdnih jagod, ni vplival na koncentracijo kislin, čeprav je zmanjšal vsebnost teh spojin na jagodo (Bucchetti in sod., 2011).

V grozdnih jagodah se kopiči širok spekter polifenolnih spojin, ki se razlikujejo glede na sorto. Vodni primanjkljaj pomembno vpliva na kopičenje polifenolov v grozdnih jagodah; zlasti antocianini so tisti, ki so najbolj občutljivi na primanjkljaj (Peterlunger in sod., 2005; Ollé in sod., 2011).

Številni poskusi so pokazali, da so vina, pridobljena iz grozdja, ki je bilo pod stresom, intenzivnejše barve. Vodni primanjkljaj ne vpliva le na kopičenje antocianinov v grozdju, temveč spreminja tudi njihovo sestavo. Nekatere študije so pokazale, da pomanjkanje vode spodbuja kopičenje trisubstituiranih antocianinov z višjo stopnjo metilacije. Na proantocianidine (tanine) pomanjkanje vpliva v manjši meri, čeprav so bile opažene spremembe strukturnih značilnosti teh spojin.

Aroma je ena najpomembnejših sestavin pri določanju kakovosti vina. Kljub njeni pomembnosti razpoložljive informacije o spojinah, ki jo določajo, in o tem, kako sintezo teh spojin v grozdju uravnavajo eksogeni dejavniki, niso povsem izčrpne. Poskus, izveden na sorti ‘Sauvignon blanc’, je pokazal večjo akumulacijo tiolnih prekurzorjev v grozdju, izpostavljenem zmernemu primanjkljaju vode, medtem ko je močan primanjkljaj omejil proizvodnjo teh spojin (Peyrot des Gachons in sod., 2002). Podobno so v drugem poskusu na sorti ‘Merlot’ avtorji ugotovili manjše kopičenje pirazinov (IBMP) v grozdju, izpostavljenem pomanjkanju vode (Bucchetti in sod., 2011). V zvezi s terpeni in norizoprenoidi je bilo nedavno ugotovljeno, da je primanjkljaj vode pred fazo veraison, spodbujal večjo biosintezo glikoziliranih predhodnikov teh spojin v primerjavi s primanjkljajem po fazi veraison (Ollé in sod., 2011).

Viri

1. Bucchetti, B., Matthews, M., Falginella, L., Peterlunger E. e Castellarin, S.D. 2011 Effect of water deficit on Merlot grape tannins and anthocyanins across four seasons. Sci Hort 128, 297–305.
2. Calderan A., Sivilotti P., Braidotti R., Mihelčič A., Lisjak K. and Vanzo A. (2021). Managing moderate water deficit increased anthocyanins concentration and proanthocyanidins galloylation in Refošk grapes in North-Eastern Italy. Agric Water Manag 246, 106684.
3. Castellarin S.D., Matthew M., Di Gaspero G. e Gambetta G.A. 2007a Water deficits accelerate ripening and induce changes in gene expression regulating flavonoid biosynthesis in grape berry. Planta 227, 101–112.
4. Castellarin S.D., Pfeiffer A., Sivilotti P., Degan M., Peterlunger E., Di Gaspero G. 2007b. Transcriptional regulation of anthocyanin biosynthesis in ripening fruits of grapevine under seasonal water deficit. Plant Cell Environ 30(11), 1381-1399.
5. Chaves M.M., Zarrouk O., Francisco R., Costa J.M., Santos T., Regalado A.P., Rodrigues M.L. e Lopes C.M. 2010 Grapevine under deficit irrigation: hints from physiological and molecular data. Ann Bot 105, 661–676.
6. Deluc L.G., Quilici D.R., Decendit A., Grimplet J., Wheatley M.D., Schlauch K.A., Mérillon J.-M., Cushman J.C. e Cramer G.R. 2009 Water deficit alters differentially metabolic pathways affecting important flavor and quality traits in grape berries of Cabernet Sauvignon and Chardonnay. BMC Genomics 10, 212–245.
7. Grimplet J., Wheatley M.D., Jouira H.B., Deluc L.G., Cramer G.R. e Cushman J.C. 2009 Proteomic and selected metabolite analysis of grape berry tissues under well-watered and water deficit stress conditions. Proteomics 9, 2503-2528.
8. Hardie W.J. and Considine, J.A. 1976 Response of grapes to water deficit stress in particular stages of development. Am J Enol Vitic 27, 55-61.
9. Herrera J.C., Bucchetti B., Sabbatini P., Zulini L., Vecchione A., Peterlunger E.and Castellarin S.D. 2015 Effect of Water Deficit and Canopy Management on the Composition of Vitis vinifera L. ‘Merlot’ Grapes and Wines. Aust J Grape Wine Res 21, 254-265.
10. Lebon E., Dumas V., Pieri P., Schultz H.R. 2003. Modelling the seasonal dynamics of the soil water balance of vineyards. Funct Plant Biol 30(6), 699-710.
11. Lovisolo C., Perrone I., Carra A., Ferrandino A., Flexas J., Medrano H. and Schubert, A. 2010. Drought-induced changes in development and function of grapevine (Vitis spp.) organs and in their hydraulic and non-hydraulic interactions at the wholeplant level: a physiological and molecular update. Func Plant Biol 37, 98-116.
12. Matthews, M.A. and Anderson, M.M. 1989 Reproductive development in grape (Vitis vinifera L.): responses to seasonal water deficits. Am J Enol Vitic 40, 52–60.
13. Mendez-Costabel M.P., Wilkinson K.L., Bastian S.E.P., Jordans C., McCarthy M., Ford C.M. and Dokoozlian N. 2014 Effect of increased irrigation and additional nitrogen fertilization on the concentration of green aroma compounds in Vitis vinifera L. Merlot fruit and wine. Aust J Grape Wine Res 20, 80-90
14. Ojeda H., Andary C., Kraeva E., Carbonneau A. and Deloire A. 2002 Influence of pre- and postveraison water deficit on synthesis and concentration of skin phenolic compounds during berry growth of Vitis vinifera cv. Shiraz. Am J Enol Vitic 53, 261–267.
15. Ollé D., Guiraud J.L., Souquet J.M., Terrier N., Ageorges A., Cheynier V. and Verries C. 2011 Effect of pre-and post-veraison water deficit on proanthocyanidin and anthocyanin accumulation during Shiraz berry development. Aust J Grape Wine Res 17, 90-100.
16. Palai G, Caruso G, Gucci R and D’Onofrio C (2023) Water deficit before veraison is crucial in regulating berry VOCs concentration in Sangiovese grapevines. Front. Plant Sci. 14:1117572.
17. Peyrot des Gachons C., Tominaga T. and Dubourdieu D. 2002. Sulfur Aroma Precursor Present in S-Glutathione Conjugate Form: Identification of S-3-(Hexan-1-Ol)-Glutathione in Must from Vitis Vinifera L. Cv. Sauvignon Blanc. J Agric Food Chem 50 (14), 4406−4413.
18. Peterlunger, E., Sivilotti, P. and Colussi, V. 2005. Water stress increased polyphenolis quality in ‘Merlot’ grapes. Acta Hort (ISHS) 689:293-300.
19. Sivilotti P., Bonetto C., Paladin M. and Peterlunger E. 2005. Effect of soil moisture availability on Merlot: from leaf water potential to grapevine composition. Am J Enol Vitic 56(1), 9-18.
20. Williams, L.R. and Matthews, M.A. 1990. Grapevine. In: Irrigation of Agricultural Crops, Agronomy Series No. 30. Am. Soc. Agronomy (Madison, WI, USA): 1019-1055.
21. Williams L.R. 2002. Irrigation of Winegrapes in California. Progres Agricole et Viticole, 119:37-4