Исследование WSU: 30 сортов винограда для виноделия достигают порога водного стресса при одинаковом уровне засухи

Новое исследование Университета штата Вашингтон ставит под сомнение давнее представление в виноградарстве: согласно его результатам, разные сорта винограда для виноделия могут незначительно различаться по реакции на засуху.

Исследование провели в центре Университета штата Вашингтон по изучению орошаемого земледелия в Проссере, штат Вашингтон. Учёные изучили 30 сортов винограда для виноделия и установили, что лозы достигали порога водного стресса при одинаковом уровне засухи независимо от сорта. Результаты показывают, что виноградарям удастся добиться лучших результатов, если они будут корректировать орошение с учётом свойств почвы и размера кроны, а не исходить из предположения, что один сорт от природы засухоустойчивее другого.

Статья опубликована в журнале BMC Plant Biology и продолжает два предыдущих исследования WSU, вышедших в том же издании. В одной работе, опубликованной в 2023 году, изучалось, можно ли использовать водный потенциал листьев как показатель влажности почвы. В другой, опубликованной в 2025 году, рассматривалась взаимосвязь между водным потенциалом листьев и влажностью почвы для тех же 30 сортов винограда.

Markus Keller, автор для корреспонденции и профессор кафедры виноградарства и энологии WSU, отметил, что результаты противоречат распространённому в отрасли предположению. На протяжении многих лет учёные и виноградари обсуждали, ведут ли себя сорта винограда при водном стрессе более «оптимистично» или «пессимистично». Согласно этой концепции, одни лозы продолжают фотосинтезировать и вырабатывать сахар по мере высыхания почвы, тогда как другие быстро начинают экономить воду, закрывая устьица — поры на листьях, регулирующие потерю воды и поглощение углекислого газа.

По словам Keller, эта концепция влияла на выбор сортов для засушливых регионов и на подходы к дефицитному орошению — широко применяемой в производстве винограда для виноделия стратегии, которая позволяет контролировать рост лоз и качество плодов, ограничивая расход воды. Однако, отметил он, прежние исследования давали противоречивые результаты, порой даже для одного и того же сорта, в зависимости от сезона, степени водного стресса, использованного подвоя и методики исследователей.

Команда WSU решила проверить эту гипотезу в более контролируемых условиях. Keller рассказал, что отчасти его вдохновило знаковое французское исследование, опубликованное несколько десятилетий назад, однако сорта в той работе выращивали на отдельных участках и обрабатывали несколько по-разному. Исследователи WSU смогли вернуться к этому вопросу после того, как в 2010 году винодельческая отрасль штата Вашингтон помогла профинансировать создание исследовательского виноградника, где в одном месте высадили 30 сортов винограда для виноделия.

Charles Obiero, бывший постдокторант WSU и соавтор исследования, отслеживал реакцию лоз на постепенное сокращение доступности воды в течение вегетационного периода. Сначала лозы получали полный объём орошения, после чего им позволяли постепенно подсыхать. Затем их снова поливали, а потом провели второй цикл постепенного подсушивания. На протяжении двух лет Obiero измерял водный статус лоз ночью, когда растения находились в состоянии покоя, и в полуденную жару, когда потребность в воде была выше. Он также фиксировал физиологические реакции, в том числе поведение устьиц, и измерял, сколько воды оставалось в почве.

Такой комплексный подход был принципиально важен для исследования. По словам Keller, во многих предыдущих экспериментах изучали реакцию растений, не измеряя напрямую, сколько почвенной воды было им доступно. В работе WSU исследователи отслеживали и изменение запасов воды в почве, и реакцию лоз на эти изменения.

По данным исследователей, результаты показали, что кажущиеся различия между «оптимистичным» и «пессимистичным» поведением могут зависеть от способа измерения почвенной влаги и количества воды, доступной в почве. После учёта этих факторов для всех сортов выявился один и тот же критический порог начала водного стресса.

Исследование также выявило значительные различия в размере кроны разных сортов, даже при одинаковом объёме орошения. Это важно, поскольку с увеличением кроны возрастает потеря воды за счёт испарения и транспирации, из-за чего почва высыхает быстрее. На практике это означает, что два сорта могут по-разному выглядеть в условиях засухи не из-за принципиальных различий в их физиологии, а потому, что у одного больше листовая поверхность и он раньше достигает порога стресса.

По словам Obiero, поэтому при принятии решений об орошении ключевую роль играют тип почвы и управление кроной. На участке с более высокой влагоёмкостью почвы водный стресс будет развиваться медленнее, чем на участке с рыхлой крупнозернистой почвой; при одинаковых погодных условиях лозам с большей кроной потребуется больше воды, чем лозам с меньшей. Исследователи отметили, что знание влагоёмкости почвы и порога стресса лоз позволяет виноградарям точнее планировать орошение.

Результаты могут иметь значение не только для науки о виноградниках. Для производителей вина и более широкого сектора напитков эти выводы могут стать основой для более точного орошения, снижения расхода воды и сокращения затрат в регионах, где водные ресурсы становятся всё более ограниченными. Они также указывают на необходимость пересмотреть некоторые подходы к выбору сортов для участков, подверженных засухе, особенно если стратегия орошения основывалась скорее на принадлежности лоз к определённому сорту, чем на измерениях свойств почвы и размера кроны.

Исследование появилось на фоне усиливающегося воздействия жары и нехватки воды на винодельческие регионы США и других стран. Дефицитное орошение стало важным инструментом управления виноградниками, где производят вина премиального сегмента, однако при его применении необходимо сочетать экономию воды с поддержанием здоровья лоз и качества плодов. Если новые выводы подтвердятся в других местах и условиях, виноградари смогут упростить некоторые решения, уделяя меньше внимания предполагаемым особенностям сортов в условиях засухи и больше — параметрам участка, которые можно измерить напрямую.

По заявлению WSU, исследование может также помочь программе сертификации Sustainable WA для винограда штата Вашингтон, которая уделяет особое внимание бережному отношению к окружающей среде, социальной ответственности и экономической устойчивости. В университете считают, что более чёткое понимание реакции лоз на сокращение запасов воды в почве поможет виноградарям эффективнее использовать воду и поддерживать производство в условиях меняющегося климата.