Выделение ампелоэкотопов для эффективного выращивания винограда в западной части Степной зоны Крыма

Полный текст

Введение

Цель исследования – выделить на территории западной части Степной зоны Крыма ампелоэкотопы и разработать для каждого их них рекомендации по оптимальному выбору сортов винограда и направлению специализации виноградарско-винодельческой отрасли.

Эффективное использование сельскохозяйственных земель подразумевает соответствие агроэкологических ресурсов местности биологическим потребностям выращиваемых здесь культур. Для обеспечения этого условия необходима разработка теоретических и методических положений эффективной системы управления земельными ресурсами, в том числе и на основе научно обоснованной системы зонирования территорий (Матушинская, Рогатнев, 2016).

Размещение виноградных насаждений базируется на принципе адаптации промышленного сортимента винограда к агроклиматическим и почвенным ресурсам конкретного региона возделывания, с учетом специальных технологий возделывания, удовлетворяющих избранное направление использования выращенных урожаев (Van Leeuwen, 2010; Karlik et al., 2018; Verdugo-Vasquez et al., 2017; Savic, Vukotic, 2018).

Комплексное агроэкологическое зонирование территории, включающее в себя широкий спектр орографических, эдафических и климатических показателей, является основой для терруарного виноградарства и виноделия. При этом создаются условия для получения уникальной по своим характеристикам виноградарско-винодельческой продукции, которая не может быть получена в другой местности.

Выделение агроэкологических районов для оптимального размещения виноградных насаждений (ампелоэкотопов) основано на соответствии требований промышленного сортимента винограда природным ресурсам конкретного региона возделывания (Vyshkvarkova, Rybalko, 2021;. Vyshkvarkova et al., 2021; Van Leeuwen, Bois, 2018; Lopes et al., 2017; Van Leeuwen et al., 2013).

Зонирование виноградопригодных земель и выделение ампелоэкотопов связано с рядом методических сложностей. Агроэкологические факторы отличаются большой пространственной изменчивостью, что требует разработки методик пространственной интерполяции данных, полученных в отдельных точках, например, на метеостанциях. Кроме того, влияние агроэкологических факторов на качественные показатели виноградарско-винодельческой продукции изучено недостаточно. В связи с этим, при оценке благоприятности территории для винограда различными исследователями предлагаются различные наборы учитываемых агроэкологических факторов.

В Краснодарском крае проведено углубленное зонирование агротерриторий, направленное на эффективное использование их природного потенциала, бездефицитное обеспечение растений наиболее востребованными природными ресурсами (свет, тепло, вода, питание). В результате на данной территории выделено пять агроэкологических зон и 47 подзон виноградарства (Егоров, Петров, 2017).

В работе французских ученых представлен комплексный подход к зонированию агроклиматического потенциала с использованием пространственно интерполированных суточных данных о температуре на территории винодельческого региона Бордо. В их исследовании впервые сообщается об интерполяции суточных минимальных и максимальных температурных данных сетью метеостанций с 2001 по 2005 год в данном винодельческом регионе с помощью регрессионного кригинга с использованием ковариата рельефа, спутников и почвенного покрова (Bois et al., 2018).

В Румынии для оценки виноградного потенциала и определения виноградных зон предложена методология, основанная на геоинформационном анализе 15-ти экологических параметров, репрезентативных для топографии, климата и почв виноградников умеренного континентального климата (Irimia et al., 2014; Irimia et al., 2013).

В четырех американских винодельческих районах – Калифорнии, Орегоне, Вашингтоне и Айдахо – проводились исследования климата на предмет пригодности для виноделия с использованием цифровой климатической модели PRISM, содержащей данные за период 1971…2000 гг. и имеющей пространственное разрешение 400 м. Результаты показывают, что пространственная изменчивость климата в пределах винодельческих районов может быть значительной, причем некоторые регионы включают в себя до пяти климатических классов, пригодных для виноградарства (Jones et al., 2010).

В Чехии в результате моделирования воздействия изменения климата на виноград предложена модель, основывающаяся на экологической взаимосвязи между климатическим и растительным зонированием ландшафта (Machar et al., 2017).

В исследованиях, проведённых в Австралии, основное внимание уделено температурным показателям периода вегетации винограда, а также четырём индексам температуры воздуха в весеннее время (Jarvis et al., 2017).

Ученые из Бразилии и Франции разработали многокритериальную систему климатической классификации регионов виноградарства по всему миру. В качестве дескрипторов использовали климатические индексы (потенциальный водный баланс почвы в течение вегетационного цикла, гелиотермические условия в течение вегетационного периода и ночную температуру в период созревания). Многокритериальная система климатической классификации представлена для 97-ми виноградарских регионов в 29-ти странах (Tonietto, Carbonneau, 2004).

Существуют также подходы к использованию дистанционного зондирования земли для выделения терруаров (Marciniak et al., 2015).

Большое значение по всему миру уделяется и временному варьированию агроклиматических факторов, влияющих на виноград как на растение, обладающее продолжительным жизненным циклом (Mesterhazy et al., 2018; Mesterhazy et al., 2014; Bucur et al., 2019; Comte et al., 2019; Cameron et al., 2020; Cardell et al., 2019).

Таким образом, наблюдается большое разнообразие подходов по выделению наиболее значимых для винограда агроэкологических факторов, служащих основой зонирования, а также методик их пространственной интерполяции. Отсутствие единой методологии зонирования виноградопригодных территорий и вероятная её зависимость от географического расположения анализируемой местности обуславливает актуальность настоящей работы, направленной на агроэкологическое зонирование Крымского полуострова как территории, традиционно ориентированной на виноградарство и виноделие.

Материалы и методика исследований

В исследовании использованы данные метеонаблюдений на метеостанциях Крыма за 1985...2021 годы, а также набор глобальных климатических данных Worldclim version 2.1 с пространственным разрешением 30 угловых секунд, содержащий климатическую информацию за 1970...2000 гг.

Анализ рельефа проводился на основе цифровой модели рельефа SRTM-3 (NASA Shuttle Radar Topography Mission), c пространственным разрешением 3 угловые секунды.

Расчет индексов проведен в соответствии с резолюцией МОВВ 423–2012 (редакция 1) (OIV Guidelines for vitiviniculture zoning methodologies on a soil and climate level, 2012).

Для визуализации пространственного распределения агроэкологических ресурсов, анализа влияния морфометрических особенностей местности на агроклиматические условия, а также целей агроэкологического моделирования использована географическая информационная система QGIS Desktop.

Интерполирование метеорологических данных произведено с помощью авторских математических моделей.

Для выделения ампелоэкотопов были отобраны следующие климатические индексы, характеризующие период вегетации и период созревания винограда: сумма температур выше 20 °С, отношение суммы температур выше 20 °С к сумме температур выше 10 °С, индексы Хуглина и Уинклера, средняя температура вегетационного периода, гидротермический коэффициент Селянинова, суммы осадков за год и вегетационный период. Кроме того, рассмотрены основные агроэкологические факторы, лимитирующие возможность и эффективность выращивания винограда: средний из абсолютных минимумов температуры воздуха и сумма активных температур выше 10 °С.

При помощи ГИС были построены цифровые растровые карты, отображающие пространственное распределение данных индексов на анализируемой территории. Средствами ГИС проведён оверлейный анализ полученных карт с их взаимным наложением. Для уменьшения пестроты в мозаике распределения ампелоэкотопов проведено отсеивание растровых полигонов карты площадью мене 50-ти смежных ячеек и заменой их значений на значения наиболее обширного смежного растрового полигона.

Из полученной комплексной карты ампелоэкотопов исключены территории с неблагоприятными почвенными условиями, с высотой более 600 м над уровнем моря, с уклоном свыше 20 градусов, а также земли лесного и заповедного фондов.

При выделении неблагоприятных почв руководствовались бонитировкой почв Крыма по Н.А. Драган (2004). В категорию неблагоприятных были отнесены почвы с бонитетом менее 60 баллов, главным образом засолённые, переувлажнённые и маломощные.

Карты лесного и заповедного фонда взяты с ресурса nextgis.com на базе проекта Open street map.

Для оценки пригодности или непригодности ампелоэкотопа для того или иного сорта винограда (или группы сортов) проверялось условие достаточности уровня проанализированных агроклиматических факторов биологическим требованиям сорта винограда с вероятностью не менее 80 % (8 лет из 10).

Результаты и их обсуждение

В результате комплексного анализа агроэкологических условий на территории Крымского полуострова выделено 27 ампелоэкотопов (Рыбалко, Баранова, 2022), в том числе 8 на территории западной части Степной зоны Крыма (таблица 1).

 

Таблица 1 – Характеристика ампелоэкотопов западной части Степной зоны Крыма (среднее за 1985…2021 гг.)

Ампелоэкотоп	Индекс Хуглина	Индекс Уинклера	Сумма температур выше 10 °С	Сумма температур выше 20 °С	Отношение суммы температур выше 20 °С к сумме температур выше 10 °С	Средняя температура вегетационного периода, °С	Гидротермический коэффициент Селянинова	Сумма осадков за год, мм	Сумма осадков за вегетационный период, мм	Средний из абсолютных минимумов температуры, °С
15	2100...2400	1650...1790	3300...3700	1700...2100	0,53...0,58	18,4...21,0	<0,6	<450	<207	-19…-16,5
16	2100...2400	1650...1790	3300...3700	1700...2100	0,53...0,58	18,4...21,0	0,6…0,8	450…560	207…265	-19…-16,5
18	2100...2400	1650...1790	3300...3700	1700...2100	0,53...0,58	18,4...21,0	<0,6	<450	<207	-16,5…-14
19	2100...2400	1650...1790	3300...3700	1700...2100	0,53...0,58	18,4...21,0	0,6…0,8	450…560	207…265	-16,5…-14
21	2100...2400	1650...1790	3300...3700	1700...2100	0,53...0,58	18,4...21,0	<0,6	<450	<207	>-14
22	2100...2400	1650...1790	3300...3700	1700...2100	0,53...0,58	18,4...21,0	0,6…0,8	450…560	207…265	>-14
24	2100...2400	1790...2000	3700...4300	2100...2500	0,58...0,62	18,4...21,0	<0,6	<450	<207	-16,5…-14
26	2100...2400	1790...2000	3700...4300	2100...2500	0,58...0,62	18,4...21,0	<0,6	<450	<207	>-14

 

Раздольненский район находится в северо-западной части Крымского полуострова. Граничит на северо-востоке с Красноперекопским, на востоке – с Первомайским, на юго-востоке – с Сакским, на юге – с Черноморским районами, северо-западная часть района омывается водами Каркинитского залива Черного моря. Территория района находится в пределах Северо-Крымской низменности. Рельеф характерный для данной местности – слабоволнистая низменная равнина, поверхность которой нарушается неглубокими балками. Почвы: черноземы южные, солонцы и солончаки, дерновые карбонатные, каштановые.

Исходя из почвенно-климатических условий на территории Раздольненского района выделено 4 ампелоэкотопа (таблица 2, рисунок 1).

 

Таблица 2 – Структура ампелоэкотопов Раздольненского района

Ампелоэкотоп	Площадь
	га	%
15	19368	15,79
16	75940	61,90
18	6889	5,62
19	1009	0,82
Всего пригодно	103206	84,12
Не пригодно	19479	15,88
Итого	122685	-

 

Рисунок 1 – Ампелоэкотопы Раздольненского района (посмотреть в лучшем разрешении)

 

Пригодные для выращивания винограда площади на территории Раздольненского района занимают 103206 га (84,12 %). Наибольшая доля из этих земель (61,9 %) относится к 16-му ампелоэкотопу. Он занимает практически всю территорию Раздольненского района за исключением северных и западных частей. Непригодные для виноградарства территории (15,88 %) находятся в приморской северной части района.

Сакский район на севере граничит с Раздольненским и Черноморским, на юге – с Симферопольским, на востоке – с Красногвардейским, а на северо-востоке – с Первомайским районом. На западе имеет выход к Черному морю. Рельеф района представляет собой плоскую равнину с неглубокими долинами рек и балками. Из почв преобладают черноземы преимущественно карбонатные, менее распространены дерновые карбонатные, зольные, луговые черноземные, темно-каштановые почвы, солонцы и солончаки, черноземы южные.

Исходя из почвенно-климатических условий на территории Сакского района выделено 7 ампелоэкотопов (таблица 3, рисунок 2).

 

Таблица 3 – Структура ампелоэкотопов Сакского района

Ампелоэкотоп	Площадь
	га	%
16	44521	19,93
18	31467	14,09
19	109513	49,02
21	23809	10,66
22	419	0,19
24	525	0,23
26	2244	1,00
Всего пригодно	212498	95,12
Не пригодно	10894	4,88
Итого	223392

 

Рисунок 2 – Ампелоэкотопы Сакского района (посмотреть в лучшем разрешении)

 

Преобладающая часть территории Сакского района является пригодной для выращивания винограда – 212498 га (95,12 %). 49,02 % района входит в 19-й ампелоэкотоп. К непригодным для размещения винограда отнесены северные и приморские части, занимающие 10894 га, что составляет 4,88 % от общей площади Сакского района.

Черноморский район находится на северо-западе Крымского полуострова и граничит с Раздольненским и Сакским районами. С западной и северной стороны омывается Чёрным морем. Граница совпадает с Тарханкутским полуостровом. В рельефе района преобладает холмистая равнина, а морское побережье в основном обрывистое. Почвы: дерновые карбонатные, зольные, лугово-каштановые, черноземы южные.

Исходя из почвенно-климатических условий на территории Черноморского района, выделено 5 ампелоэкотопов (таблица 4, рисунок 3).

 

Таблица 4 – Структура ампелоэкотопов Черноморского района

Ампелоэкотоп	Площадь
	га	%
15	6012	4,10
16	36540	24,93
18	35849	24,46
19	48987	33,42
21	6411	4,37
Прочие*	20	0,01
Всего пригодно	133819	91,30
Не пригодно	12751	8,70
Итого	146570

* – ампелоэкотопы с удельным весом менее 0,1% от площади района

 

Рисунок 3 – Ампелоэкотопы Черноморского района (посмотреть в лучшем разрешении)

 

Преобладающая часть территории Черноморского района (91,3 %) является пригодной для выращивания винограда. Максимальную площадь занимает 19-й ампелоэкотоп – 48987 га. К нему отнесены центральная, юго-западная и восточные части Черноморского района. Основная часть земель, непригодных для размещения виноградников, находится в западной и юго-западной частях прибрежных районов. Их удельный вес составляет 8,70 % от общей площади района.

В результате сопоставления агроэкологических условий выделенных ампелоэкотопов с требованиями сортов винограда к условиям выращивания с учётом зависимости качественных показателей виноградарско-винодельческой продукции от агроэкологических факторов были разработаны рекомендации по агроэкологической оптимизации сортового состава и терруарной специализации виноградарско-винодельческой отрасли на территории западной части Степной зоны Крыма (таблица 5). При этом применён опыт отечественных и зарубежных ученых в области определения направления использования урожая винограда для получения различных видов продукции.

 

Таблица 5 – Агроэкологическая оптимизация сортового состава и терруарной специализации виноградарско-винодельческой отрасли на территории западной части Степной зоны Крыма

Ампелоэктоп	Требования к сортам винограда		Направление использования	Потребность в орошении
	Степень морозоустойчивости	Срок созревания
1	2	3	4	5
15	Высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний
16	Высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний	Игристые вина, вина, коньячные виноматериалы, столовый виноград	Желательно
18	Средне- и высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний	Игристые вина, вина, коньячные виноматериалы, столовый виноград	Рекомендовано
19	Средне- и высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний	Игристые вина, вина, коньячные виноматериалы, столовый виноград	Желательно
21	Слабо-, средне- и высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний	Игристые вина, вина, коньячные виноматериалы, столовый виноград	Рекомендовано
22	Слабо-, средне- и высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний	Игристые вина, вина, коньячные виноматериалы, столовый виноград	Желательно
24	Средне- и высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, средне-поздний, поздний	Вина, крепленые вина, столовый виноград	Рекомендовано
26	Слабо-, средне- и высокоморозоустойчивые	Очень ранний, ранний, раннесредний, средний, среднепоздний, поздний	Вина, крепленые вина, столовый виноград	Рекомендовано

 

Выводы

Таким образом, несмотря на то, что западная часть Степной зоны Крыма не является традиционным виноградарским регионом и обладает не самыми благоприятными для винограда почвенно-климатическими условиями, при правильном выборе сортов здесь возможно получение некоторых видов виноградарско-винодельческой продукции.

Финансирование

Работа выполнена в рамках государственного задания № FEUU-2019-0019.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Об авторах

Евгений Александрович Рыбалко

ФГБУН «Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия «Магарач» РАН»

Автор, ответственный за переписку.
Email: rybalko_ye_a@mail.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник сектора агроэкологии

Россия, 298600, ул. Кирова, 31, г. Ялта, Республика Крым

Наталья Валентиновна Баранова

ФГБУН «Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия «Магарач» РАН»

Email: natali.v.0468@mail.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник сектора агроэкологии 

Россия, 298600, ул. Кирова, 31, г. Ялта, Республика Крым

Алина Сергеевна Ерхова

ФГБУН «Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия «Магарач» РАН»

Email: alina_meotida@mail.ru

ведущий инженер сектора агроэкологии 

Россия, 298600, ул. Кирова, 31, г. Ялта, Республика Крым

Список литературы

Дополнительные файлы