Как солнцезащитная сетка влияет на качество винограда?
Текст: Яньлунь Чжу, Увамахоро Франсуаза, Ян Чжан, Бочен Лю, Юлин Фанг, Колледж энологии Северо-западного университета A&F; Демей Ли, Сяофэн Вэй, Колледж пищевой науки и инженерии Пекинского сельскохозяйственного университета; Мяо Сун, компания Domaine des Arômes
С ростом человеческой деятельности парниковый эффект становится все более выраженным, что приводит к повышению глобальной температуры. Одновременно разрушение озонового слоя способствует увеличению интенсивности солнечного излучения, что создает дополнительные трудности при выращивании сельхозрастений.
Виноград — важная культура, распространенная во всем мире. Фенольные соединения играют значимую роль в ее устойчивости к абиотическому и биотическому стрессу и вносят существенный вклад в цвет, вкус, качество и стабильность произведенных из нее напитков. Аромат является одним из наиболее важных показателей и параметров винограда, а вместе с типом, содержанием и сенсорным порогом фенольных веществ он в значительной степени характеризует качество продукции. В связи с этим важно сохранять данные свойства при выращивании культуры, особенно в регионах с высоким солнечным излучением.
ПРОБЕЛ В ЗНАНИЯХ
На развитие винограда влияют многие факторы окружающей среды, в частности температура, вода и гормоны. По этой причине ряд подходов в выращивании культуры, включая дефицит влаги, укрытие от дождя, опрыскивание гормонами и прореживание плодов, были широко изучены с целью улучшения качества урожая. Свет также является важнейшим фактором, воздействующим на фотосинтез, оптимальное развитие винограда, накопление сахара, созревание ягод и другие метаболические процессы в лозе. Культивационные меры, например обрезка, удаление листьев и обвязка гроздей, которые могут изменить условия освещения, также были подробно изучены. Однако в некоторых регионах интенсивность света нередко бывает слишком высокой, что может привести к повреждению ягод и снижению качества урожая. Аналогичное влияние оказывает и чрезмерно высокая температура.
Светоселективная солнцезащитная сетка является одним из способов, который может изменить качество света на виноградниках. Данное решение изучалось в Израиле в течение примерно 20 лет на многих культурах — киви, банане, сладком перце, яблоке, груше и других. Помимо функций защиты от насекомых и града, светоселективные сетки могут одновременно изменять условия освещения, температуру и влажность, за счет чего влияют на качество плодов сельскохозяйственных культур. Такая способность привлекла внимание многих исследователей, которые изучали комплексное воздействие сеток разных цветов на развитие плодов киви. Так, было установлено, что варианты с красной окраской стимулируют вегетативный рост и играют положительную роль в формировании размера плодов и концентрации сухого вещества. Однако знания о влиянии светоселективных солнцезащитных сеток на качество винограда ограничены. В связи с этим были проведены соответствующие исследования.
ПОДГОТОВКА К ОПЫТУ
В качестве экспериментальной площадки использовалось винодельческое предприятие Lilan Winery, расположенное в округе Юн-Нин Нинся-Хуэйского автономного района на 1150 м над уровнем моря. Виноградные лозы сорта «каберне совиньон» были посажены в 2013 году и выращивались по линии «север — юг» с расстоянием 0,8 × 3 м. В качестве шпалерной системы использовалась короткая обрезка в сочетании с вертикальным расположением побегов. В режимах полива была принята система струйного орошения. Почва виноградника содержала около 80% песчаной почвы и 15% гравия. Десять линий виноградных лоз были затенены красными (R), белыми (W) и черными (B) светоселективными солнцезащитными сетками шириной 1,3 м. Их размещение осуществлялось по бокам насаждений через две недели после цветения, и для каждой процедуры случайным образом отбиралось 60 виноградных лоз. Все части плодов и 90% слоя листовой завесы как на востоке, так и на западе были эффективно закрыты сетками. Участок с растениями, находившимися под воздействием прямого солнечного света, стал контролем (CK). Виноградный материал собирали случайным образом с начала вегетации в течение двух последовательных лет. Отбор проб проводился раз в две недели.
Интенсивность УФ-А- и УФ-В-излучения определялась с помощью ультрафиолетового детектора, общего излучения — посредством люксметра. Диаметр устанавливался путем использования штангенциркуля Верньера. Значение Brix измерялось при помощи ручного рефрактометра, pH — настольного pH-метра. Общие кислотность, содержание сахара определялись в соответствии с OIV (2012). Концентрация полифенолов (TP) вычислялась по методу Фолина – Чокалтеу и выражалась в миллиграммах галловой кислоты на сухой вес (DW). Общее содержание флавоноидов (TFD) устанавливалось по методу Рутина в миллиграммах (+) – катехина на грамм сухой массы, флавонолов (TFA) — с помощью p-DMACA, антоцианов (TA) — посредством дифференциального метода pH, танина (TT) — путем преципитации бычьего сывороточного альбумина в аналогичных единицах измерения.
КАЧЕСТВЕННЫЕ УЛУЧШЕНИЯ
Результаты, полученные за два года, показали, что светоселективная солнцезащитная сетка может значительно снизить интенсивность УФ-А- и УФ-В-излучения, при этом в большей степени на эти параметры повлиял вариант с белой окраской. Общее излучение также уменьшилось, однако в отношении него наилучшие показатели продемонстрировал черный образец. Данные итоги соответствуют другим исследованиям и указывают на то, что светоселективная сетка является отличным материалом для снижения интенсивности солнечного излучения.
Поперечный и вертикальный диаметры винограда, выращенного в первый год под красным и белым вариантами, были значительно выше, чем у контрольной группы, в то время как между параметрами последней и черного образца значительная разница не наблюдалась. Во второй год диаметры винограда на всех опытных участках оказались существенно больше по сравнению с контролем, при этом на варианте с черной сеткой значения были наиболее высокими. Результаты схожи с данными, полученными в других исследованиях: использование подобного решения способствовало росту и развитию ягод винограда.
Ранее ученые обнаружили, что на содержание сахара в сладком болгарском перце не повлияли цветные солнцезащитные сетки. Однако в ходе проведенной работы было установлено, что значение Brix у винограда, выращенного на всех опытных участках, оказалось значительно ниже, чем на контрольном варианте. В отношении общей кислотности наблюдалась обратная ситуация. Все показатели pH у ягод, полученных с накрытых делянок, были заметно меньше по сравнению с аналогичным параметром у контрольного урожая. В целом результаты показали, что укрытие светоселективными солнцезащитными сетками, особенно черного цвета, является потенциально хорошим способом решения проблемы качества винограда с относительно высоким содержанием сахара и низкой концентрацией кислоты во время сбора урожая. Ранее ученые получили схожие результаты при выращивании яблок.
КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВ
Уровень фенольных соединений в винограде во многом зависит от условий освещения. В первый год опытов содержание флавоноидов в кожице ягод, выращенных под красной сеткой, было самым высоким. После следовали параметры на контроле, под белым и черным вариантами. Во второй год концентрация TFD под черной сеткой оказалась больше, чем под белым образцом. В итоге был сделан вывод, что красное полотно позволило улучшить содержание TFD в кожице винограда, в то время как белый и черный варианты были контрпродуктивными. Уровень полифенолов был самым высоким у ягод, выращенных под черной сеткой в первый год, затем в группе, помещенной под красным полотном, в то время как на остальных участках существенная разница не наблюдалась. Во второй год концентрация TP в винограде со всех опытных делянок оказалась выше, чем на контроле, и по-прежнему по показателям лидировал вариант с черной окраской.
Тенденции содержания танина были схожи в первый и второй годы исследования. В кожице всех ягод, при выращивании которых использовалась сетка, данный параметр оказался выше, чем на контроле, при этом наибольшие значения фиксировались при применении черного и красного вариантов. Максимальная концентрация антоцианов в первый год наблюдалась в группе, покрытой белой сеткой, после чего следовали показатели на контроле, под красным и черным образцами. Однако во второй год ситуация изменилась: наибольшие результаты фиксировались на контроле, затем на участках с белой, черной и красной сетками. Уровень флавонолов был самым высоким на делянке под красным полотном, затем — на варианте с черным цветом, а между остальными образцами очевидная разница не наблюдалась. Во второй год опытов концентрация TFA в винограде со всех опытных участков оказалась выше, чем на контроле, и по показателям лидировал вариант черного цвета.
В целом исследование показало, что использование светоселективной солнцезащитной сетки, особенно черного окраса, может улучшить содержание полифенолов, танина и флавонолов в кожице винограда, а также уменьшить уровень антоцианов. Однако по итогам других исследований отмечалось, что солнечный свет способствует накоплению флавонолов в ягодах, в то время как затенение гроздей приводит к снижению концентрации этих веществ. Более того, другие ученые обнаружили, что удаление листьев способно значительно увеличить уровень фенолов, антоцианов и флавонолов в винограде. Причина отличия этих данных от результатов текущего исследования заключается в том, что обработка затеняющей сеткой изменила не только освещение, но и температуру, влажность и другие экологические факторы.
АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Влияние светоселективных сеток на содержание аромата ранее изучалось на различных культурах, в частности на томатах и сладком перце, однако аналогичных исследований по винограду мало. Обнаруженные в нем ароматические соединения были в основном разделены на четыре группы: эфиры, спирты, кислоты и другие. Всего выявили 17 видов летучих веществ, в том числе четыре эфира, восемь спиртов, три кислоты и два других. В первый год исследования, за исключением этилоктаноата, содержание большинства сложных эфиров, как и их общего количества, в винограде, выращенном под разными сетками, было выше, чем в контрольной группе. Во второй год особенно выделился урожай, собранный на участке с черным полотном. В целом при использовании красного и черного образцов в ягодах оказалось больше эфиров, чем в остальных группах. Содержание всех спиртов, кроме этанола, 1-гексанола и (E)-2-гексен-1-ола в винограде, выращенном под различными видами солнцезащитных сеток, было значительно больше, чем в контрольной группе. При этом наибольший результат, за исключением этанола и изооктанола, был достигнут при применении черного полотна. Данный цвет, как и белый, способствовал большему накоплению данных веществ.
В первый год содержание почти всех видов кислот в винограде, выращенном под разными сетками, оказалось заметно выше, чем в контрольной группе. Общая кислотность ягод, полученных с участков под красным и белым полотном, не имела существенной разницы, однако на черном варианте значение было значительно больше. Аналогичная тенденция прослеживалась во второй год исследования, только в этом случае особых отличий не было между контролем и вариантом с белым цветом.
ОБОГАТИТЬ ПРОФИЛИ
Содержание большинства ароматов в винограде, выращенном под светоселективными солнцезащитными сетками, оказалось выше, чем в контрольной группе. Более того, в ягодах, собранных на опытных участках, отмечалось большее разнообразие ароматов, причем в значительной степени выделялся вариант с черным полотном, где фиксировались максимальные значения обоих параметров. Данный вывод согласуется с итогами других исследований, где было зафиксировано, что дополнительный свет благоприятствует накоплению летучих альдегидов и кетонов.
В целом, по сравнению с контрольной группой, использование защитных полотен, особенно черного и красного цветов, стало эффективным решением для повышения содержания фруктовых, цветочных и сладких ароматов в винограде. Однако уровень нежелательных профилей был относительно высоким на участке, покрытом черной сеткой, что стало существенным недостатком. Белые полотна помогли снизить содержание свежих и цитрусовых ароматов, которые, как считается, оказывают негативное влияние на комплексное качество винограда во время сбора. Все эти результаты показали, что светоселективные сетки являются неплохим способом улучшения сортов и содержания ароматических веществ.
ХОРОШЕЕ РЕШЕНИЕ
Таким образом, проведенные специалистами нескольких научных учреждений исследования доказали, что светоселективные солнцезащитные сетки значительно снижают интенсивность излучения. Кроме того, они помогают уменьшить содержание сахара в винограде при одновременном увеличении уровня кислоты, что полезно для улучшения качества производимых из ягод напитков. Концентрация полифенолов, флавонолов и танина, большинства фенольных и ароматических веществ также повысилась. Красные и черные полотна помогли улучшить приятные ароматы, в частности фруктовые, цветочные и сладкие, в то время как на варианте с белым цветом фиксировалось их снижение. В целом использование подобных сеток, особенно черного окраса, стало хорошим решением при выращивании винограда в регионе с высоким солнечным излучением. Однако в вопросе выбора цвета полотна отсутствует однозначный вывод, поскольку каждый из цветов имеет как преимущества, так и недостатки. Предпочтение в пользу какого-либо из вариантов отдается индивидуально, в зависимости от текущих климатических и других условий, ведь сетки способны не только снижать интенсивность солнечного излучения, но и влиять на температуру и влажность. Относительные изменения могут быть результатом многофакторного взаимодействия. В итоге требуется проведение дальнейших исследований для более детальной интерпретации механизма влияния.