Význam teplotních poměrů ve vinici pro révu vinnou
Klimatické podmínky zásadním způsobem ovlivňují růst a vývoj rostlin. Z pohledu pěstování révy vinné je však teplota základní faktor, který řídí hlavní fyziologické děje, průběh fenologických stádií a celkovou plodnost a kvalitu (GLADSTONES, 2001).
Fotosyntéza a respirace, právě tak jako alokace uhlíku v různých částech rostliny byly hodnocené v širokém spektru teplot v režimu mezi 15-35°C. Čistá výkonnost fotosyntézy je nejvyšší a stabilní při teplotách 25-30°C a následně klesá, zatímco noční respirace se zvyšuje plynule se zvyšující se teplotou, což vede k méně příznivé rovnováze uhlíku ve vysokých v porovnání k nízkým teplotám (TORREGROSA a kol., 2017). Je známé, že jestliže teplota vzduchu překročí v určitém vývojovém stádiu révy vinné danou horní prahovou hodnotu, což je teplota 35°C, je možné očekávat negativní dopady na révu vinnou (FERRINI a kol., 1995).
Také v našich klimatických podmínkách se již projevují tzv. „horké vlny“ z anglického „heat wawe“. Označení „heat wawe“ se využívá pro průběh počasí, kdy se vyskytne 5 po sobě jdoucích dnů s maximálními denními teplotami vyššími než 35°C nebo 3 po sobě jdoucí dny s maximálními denními teplotami vyššími než 40°C. Poškození na révě vinné, které způsobují vysoké teploty je srovnatelné se škodami způsobenými suchem. Oba stresové faktory vedou k poškození fotosyntetického aparátu, oxidativnímu stresu a negativnímu ovlivnění kvality hroznů (PETGEN, 2019).
Výzkumné aktivity ukazují, že „horké vlny“ mohou mít velmi výrazný dopad na výnos hroznů. Míra dopadu výrazně závisí na termínu a délce horkých vln. Nejvyšší negativní vliv může vést, v některých oblastech, k poklesu výnosu až o 35% (FRAGA a kol., 2020).
Délka vegetačního období určité odrůdy je přímo závislá na průměrně teplotě vzduchu během vegetačního období (JONES, 2006) a může být doplňkově ovlivněná půdní vláhou a agrotechnickými zásahy (WEBB a kol., 2012). Délka různých fenologických stádií se významně odlišuje nejenom mezi odrůdami révy vinné, ale také v závislosti na teplotních podmínkách dané lokality v určitém roce (MANDELLI a kol., 2005, FRAGA a kol., 2014).
V pěstitelské praxi je potom možné dobře pozorovat, jaký má teplota zásadní vliv na růst a vývoj révy vinné. Je si třeba také uvědomit, že neplatí pravidlo „čím vyšší teplota, tím rychlejší průběh vegetace“. V praxi totiž závisí na tom, kdy vyšší teploty přicházejí, jaká je skutečná hodnota teplot a jak ovlivňuje průběh teploty fyziologické děje u rostlin.
Teploty kolem 25°C znamenají rychlý růst révy vinné po rašení. Takový vývoj bylo možné pozorovat i v letošním roce, kdy v teplých květnových dnech představovaly přírůstky letorostů i 10-15 cm za den. Velká teplotní proměnlivost a časté střídání teplých dnů a velmi chladných nocí však vývoj révy zpomalila. Teploty kolem 25°C jsou ideálními teplotami pro průběh fotosyntézy, což je z pohledu révy vinné zcela zásadní.
Během zrání hroznů se naopak projevilo období s vyššími teplotami, nad 30°C. Dobrý pozorovatel vývoje révy ve vinici však zjistil, že právě v tomto období „nabrala vegetace určitou časovou ztrátu“. V moravských vinicích bylo zaměkání bobulí velmi pozdní a srovnatelné s roky 1996, 1998 nebo 2001. Odrůdy jako Cabernet Sauvignon nebo Merlot měly na začátku září zcela zelené bobule. Velmi vysoké teploty na začátku zaměkání bobulí jsou mimo optimální teploty pro fotosyntézu. Fotosyntetické děje se proto zpomalují a výkonnost fotosyntézy klesá. Réva vinná potom reaguje zpomalením svého fenologického vývoje.
Naopak teploty v září, které se pohybovaly kolem 25°C, byly doslova ideální pro zrání hroznů. Na vývoji cukernatosti se dala dobře pozorovat dynamika fotosyntézy, kdy docházelo ke zvyšování cukernatosti v rozsahu 2,0 – 3,5°NM za týden.
Z pohledu vlivu teploty na révu vinnou si je třeba uvědomit, že existuje velké množství faktorů, které ovlivňují tepelné poměry ve vinici, a že tyto mohou být ve vinici výrazně proměnlivé.
Obrázek 1 ukazuje teplotní snímek vinice pořízený 25.6.2020 v 9:45 ve vinici v Lednici. Celkový pohled do meziřadí vinice ukazuje méně výraznou proměnlivost. Obrázek 2, který ukazuje snímání listové stěny, naznačuje proměnlivost teplot listů, hroznů i půdy ve vinici. Obrázek 3 potom ukazuje názorné umístění teplotního snímku v listové stěně. Na tomto obrázku jsou také dobře vidět rozdíly v teplotě listů ve spodní a horní části listové stěny.
| Obr. 1: Teplotní snímek vinice z 25.6.2020 v 9 hodin 45 minut |
| Obr. 2: Teplotní snímek zóny listů stěny keře ve stejní čas |
| Obr. 3: Teplotní snímek a jeho umístění v listové stěně |
Mikroklima vinice je zcela zásadní z pohledu fyziologie révového keře, zrání hroznů a také rozvoje houbových chorob a citlivosti k abiotickým stresům. Teplota vinice proto není závislá pouze na aktuální teplotě vzduchu, ale ovlivňuje ji více dalších faktorů. Znalost faktorů potom umožní prostřednictvím agrotechnických postupů ovlivňovat tyto faktory ve prospěch révy vinné.
Vysoká proměnlivost místní teploty závisí také na různém přenosu energie mezi atmosférou a povrchem, což charakterizuje energetickou rovnováhu. Ta je poměrem mezi příjmem a ztrátou energií, které určují teplotu vzduchu. Energetická rovnováha je výrazně určovaná vlastnostmi povrchu a atmosférickými podmínkami jako jsou sluneční záření, oblačnost a proudní vzduchu. Prostorová proměnlivost teploty je vyšší v anticyklonálním průběhu počasí, jako je klidná a jasná obloha než v podmínkách nízké tlaku vzduchu, kdy je zatažená obloha a vítr. Oblačnost a vítr mají homogenizující vliv na teploty, které omezují vliv topografie terénu na prostorové rozdělení teplot (GUYOT, 1997).
Z těchto důvodu je důležité charakterizovat klimatické podmínky na místní úrovni v rámci vinařské oblasti až na úroveň vinice. Přesná znalost rozdělení teploty ve vysokém prostorovém rozlišení umožňuje pěstitelům optimalizovat agrotechnické zásahy a výběr odrůd podle místních podmínek. Tento problém se stává více strategický v kontextu globálního oteplování, kdy se vinohradník potřebuje mít možnost adaptovat na prostorovou proměnlivost teploty a její vývoj v čase (DE RESSÉGUIER a kol., 2020).
Teplota listů ovlivňuje průběh fotosyntézy. Má také vliv na rozvoj houbových chorob, zejména padlí révy, které je citlivé na teploty vyšší než 35°C a také intenzivní UV záření, které je s těmito teplotami většinou spojené. Na tuto skutečnost poukazují také ZITO a kol. (2018), kteří uvádí, že klimatická změna může vést také k poklesu tlaku houbových chorob a následně snížení potřeby používat pesticidy, což bylo prokázané pro plíseň révy a padlí révy v Burgundsku. Často se v praxi tento vliv podceňuje a řeší se potom napadení houbovými chorobami, až když je pozdě. Dobře a ve správném termínu uspořádaná listová stěna je však nejlepší prevencí proti houbovým chorobám (Obrázek 4). Listová stěn dosahuje své nejvyšší teploty většinou v pozdním odpoledni (17:00 hodin) a nikoliv v nejteplejší části dne. Může být ovlivněná stavem vody v listech a potenciálním vlivem vyzařování půdní energie. Monitorování teploty listové stěny naznačuje, že také proudění půdního tepla může ovlivňovat teplotu v zóně hroznů, která představuje část listové stěny, nejblíže povrchu půdy. Také půdní podmínky a ošetřování půdy ve vinici mají zásadní vliv na teplotní poměry vinice.
| Obr. 4: Kvalitní uspořádání listové stěny ve vinici |
Ve vztahu k potenciální úloze hustoty listové stěny k tepelné regulaci u révy vinné, je možné říct, že husté listové stěny mohou vytvářet méně příznivé mikroklima pro evaporační ochlazování díky vyšší relativní vlhkosti vzduchu a omezenému proudění vzduchu v rámci listové stěny, což vytváří nižší potřebu evaporace. Evaporační ochlazování, tzn. vypařování vody rostlinnými pletivy, může výrazným způsobem bránit přehřívání rostlinných pletiv.
Teploty, které jsou vyšší než optimální, jsou považovaný za tepelný stres pro živé organismy. Tepelný stres narušuje buněčnou homeostázu a může vést k silnému omezení růstu a vývoje a někdy i k úhynu rostliny (WAHID a kol., 2007). Tepelný stres také má vliv na primární a sekundární metabolismus bobule. Dochází k desynchronizaci metabolismu cukrů a organických kyselin a oddálení akumulace cukrů a polyfenolů během zrání (TORREGROSA a kol., 2017, GOUOT a kol., 2018).
Kombinace vysoké intenzity záření a vysokých teplot, zejména při silném stresu, způsobeným nedostatkem vody, je často odpovědná za poškození listů a bobulí (DINIS a kol., 2016, DINIS a kol., 2018).
Velký vliv na tepelné poměry ve vinici mají půdní podmínky. Z pohledu vlivu na révu vinnou je třeba brát v úvahu teplotu půdy, teplotu vzduchu a vliv na listovou stěnu a metabolismus bobule.
Ve velmi horkých dnech, během odpoledních hodin, vliv extrémní teploty půdy a příslušných toků tepla, zejména na osluněné straně listové stěny (to je 40-55°C), může ovlivňovat teplotu v zóně hroznů. Hodnota teploty půdy potom může být o 10-15°C vyšší než teplota listové stěny, což podporuje myšlenku, že proudění půdního tepla může ovlivňovat mikroklima listové stěny, zejména v zóně hroznů.
Postavení slunce se mění během dne a poměr půdy exponované ke slunečnímu záření a zastíněné půdy se mění s denní dynamikou expozice ke slunečnímu záření, což může představovat různé modely teploty půdy během dne. Spojení „půda-rostlina-atmosféra“ proto výrazně určuje výnos a kvalitu hroznů z dané vinice.
Termický půdní režim je režimem tepla v půdě – a teplo v půdě má dvojí charakter: půda je slunečním zářením zahřívána a půda vykazuje měřitelnou teplotu. Termický půdní režim tak vlastně zastřešuje dva režimy – teplotní a tepelný.
Půdní teplotní režim spočívá ve změnách teplot půdy daných zahříváním a ochlazováním. Tyto změny mají svoji dynamiku – jedná se o změnu teplot půdy během dne, během nočních období a během víceletých period.
Půdní tepelný režim spočívá v daleko komplexnějším pohledu na fyziku půdy: spočívá v akumulaci tepla půdy dané nejprve pohlcením tepla emitovaného sluncem, následně v jeho transportu z půdního povrchu do níže lokalizovaných horizontů – a souběžně i ve ztrátách tepla, během nichž troposféra pohlcuje odraženou energii termojaderné fúze z povrchu půdních těles (sluneční záření se nutně od povrchu půdy odráží, i když v daleko menší míře, než je povrchovými půdními horizonty pohlceno). Ve vztahu k transportu tepla se jedná o kombinaci proudění (konvekce) a vedení (kondukce). Platí přitom, že konvekce je podmíněná chováním půdního roztoku a půdních plynů, a kondukce transporty mezi pevnými půdními částicemi.
(REJŠEK, VÁCHA, 2018).
Půda je fyzikálně-chemický reaktor, který je aktivní během celého vegetačního období, a který je řízený srážkami = vodou a slunečním zářením = tepelnou energií (SCHALLER, 2017).
Míra zahřátí povrchu půdy závisí po absorpci záření na tepelné kapacitě půdy, na ztrátách energie při vyzařování a při výparu vody z půdy a na přenosu energie do hlubších vrstev (COSTA a kol., 2019).
Výsledky, které získali COSTA a kol. (2018) ukazují význam teplotního dálkového průzkumu k monitorování teploty rostliny a půdy ve vinici a identifikaci míst nebo úseků během dne s vysokým rizikem extrémních teplot a projevu poškození sluncem na listech a bobulích.
Teplota půdy výrazně přispívá k ovlivnění mikroklima ve vinici a tím pádem kvalitě hroznů. Teplota půdy závisí na energetické rovnováze, která vychází z barvy půdy, albeda půdy (tj. poměr slunečního záření, který se odráží od povrchu půdy), sklonu svahu, expozice svahu ke světovým stranám a obsahem vody v půdě.
Pozorování teplotních profilů naznačuje, že tepelné toky z půdy, mohou ovlivňovat teplotu v zóně hroznů (COSTA a kol., 2018). Teplota půdy souvisí s mikroklimatem révového keře prostřednictvím dvou mechanismů (DRY, 2016):
Vyzařování tepla z půdy přispívá k ovlivnění teplotního režimu v nadzemní části vinice, zejména během noci a také zatažených dnů.
Teplota půdy má přímý vliv na kořeny révy vinné. Teplota a stav vody v půdě regulují tvorbu rostlinných hormonů, jako jsou kyselina abscisová a cytokininy, a tímto kontrolují růst révy a látkové složení bobulí.
V závislosti na typu půdy, vlhkosti půdy a také na stupni zhutnění, půda bez porostu uchovává více energie během dne a půda má vyšší teplotu než povrch rostlinných pletiv, který může přeměňovat větší část přicházející energie slunečního záření do latentního tepla prostřednictvím transpirace (JONES, 1992).
Teplota půdy je ovlivněná barvou půdy, specifickým teplem (ovlivněné půdní vodou a půdní organickou hmotou), orientací řad a expozicí svahu a typem materiálu, který pokrývá půdu (vegetace, mulč nebo přirozená barva půdy) (POGUE, 2008, STOLL a kol., 2008).
Proměnlivost během vegetačního období v celkových energetických tocích jsou ovlivněné změnami úhlu slunečního záření, délkou dne, podmínkami počasí a proměnlivostí v odrazivosti povrchu (albeda) mezi listy a půdou, která může být představovaná zeleným povrchem ozelenění, suchým mulčem nebo půdou (EVETT a kol., 2012).
Ozelenění meziřadí ve vinici je způsob ošetřování půdy využívaný v mnoha vinařských oblastech a je přijato k podpoře environmentální udržitelnosti a v souvislosti s klimatickou změnou ve vinici (SCHULTZ a STOLL, 2010). LOPES (2016) ukazuje, že ozelenění vinice může napomoci změnám dostupnosti půdní vody a zvýšení využití zásob půdní vody z hlubších vrstev půdy.
Teplotní snímky vinice naznačují rozdíly mezi listovou stěnou a meziřadím vinice. Sníme vinice pořízený z dronu ukazuje, že se ve vinici střídá kultivované meziřadí s ozeleněným meziřadím (obrázek 5). Obrázek 6 ukazuje teplotní snímek stejné vinice. Světlezeleně zbarvené pruhy naznačují listovou stěnu, tmavozelené potom ozeleněné meziřadí a modré potom kultivované meziřadí.
| Obr. 5: Pohled do vinice z dronu |
| Obr. 6: Porovnání teplotních poměrů ve vinici na snímku z dronu |
Teplota listová stěny na snímku pořízeném během srpna 2018 se pohybovala okolo 45°C, teplota ozeleněného meziřadí potom okolo 55°C a teplota kultivovaného meziřadí dosahovala až k 60°C. Z teplotního snímku je patrné, že půda funguje jako „topení“ a může výrazným způsobem ovlivňovat teplotu v zóně hroznů. Ozelenění může naopak fungovat jako nástroj pro ochlazení mikroklima vinice. Velkou pozornost je třeba věnovat především ozelenění s využitím duhově bohatých směsí. Druhově bohaté ozelenění je významným zdrojem dusíku, plní funkci protierozního opatření, omezuje zhutnění půdy a zejména zlepšuje tepelné poměry vinice v obdobích s vysokými teplotami.
Z pohledu agrotechniky révy vinné se ukazuje, že pochopení tepelných toků ve vinici je velmi důležité. Obecně je totiž možné konstatovat, že teploty vyšší než 35°C ovlivňují negativně jak fyziologické děje v révovém keř, tak především biochemické změny v bobulích. Vysoké teploty snižují nejenom kvalitu obsahových látek, ale také výnos hroznů.
| Obr. 7: Druhově bohaté ozelenění ve vinici |
