Časová variabilita nástupu vybraných fenofází révy vinné (VITIS vinifera L.) v závislosti na meteorologických podmínkách v severních Čechách Lenka Hájková 1 Jiří Nekovář 2 Pavel Zahradníček 3 1) ČHMÚ Ústí nad Labem, Kočovská 18, 400 11 Ústí nad Labem, hajkova@chmi.cz 2) ČHMÚ Praha, Na Šabatce 17, 143 06 Praha Komořany, jiri.nekovar@chmi.cz 3) ČHMÚ Brno, Kroftova 43, 616 00 Brno, zahradnicek@chmi.cz Temporal variability of selected grapevine phenophases in dependence on meteorological elements in the North Bohemia region (Velke Zernoseky) The Czech Hydrometeorological Institute (CHMI) operates a network of phenological stations encompassing field crops, fruit trees and wild plants observations. Grapevine (VITIS vinifera L.) is one of the considerable species observed at this phenological network. By grapevine are observed subsequent phenophases: start of spring sap, sprouting of leaf bud, first leaves, beginning of flowering, end of flowering, hang of grapes, soften of grapes, beginning of vintage. There is one phenological station specialized on grapevine Velke Zernoseky (155 m asl, 50 32 N, 14 04 E) - in the North Bohemia region. The volunteer observer observed 10 grapevine species (Burgundske, Muller Thurgau, Modry Portugal, Ryzlink rynsky, Svatovavrinecké, Tramin, Irsay Oliver, Andre, Gural Kara, Zweigeltrebe. Müller Thurgau, Modry Portugal, Ryzlink rynsky are the most typical species in this district thereupon these species were chosen for computation. Grapevine (VITIS vinifera L.) cultivation is influenced by the weather. The paper explained connection between selected phenophases and meteorological elements. Meteorological elements were used from the nearest meteorological station Doksany (158 m asl, 50 27 N, 14 10 E). Basic statistic methods and Statistica 8.0 (p=0,05) were used for computation in period 1989 2008. The average value of beginning of flowering is on 13th June, variability is 36 days. The correlation between temperature and phenophase onset (first leaves and beginning of flowering) are closest in April and May. Keyword: grapevine, phenophase, correlation, beginning of flowering, meteorological element 1 Úvod Obec Velké Žernoseky leží na pravém břehu Labe v průměrné výši 158 m nad mořem. Na prastaré osídlení osady ukazují četné nálezy všech epoch předhistorických od doby kamenné až k železné. Poprvé dokumentárně je jméno obce uvedeno v zakládací listině kapitoly sv. Štěpána, dané Spytihněvem II. (Zernosech - Sernossiceh terra rusticalis). Písemná zmínka o obci je však až v textu "B" této listiny z roku 1218. Jméno obce vzniklo ze zaměstnání obyvatelstva - sekání velkých žernovů mlýnských. Historie vinařství v okolí obce Velké Žernoseky ležící na pravém břehu řeky Labe sahá dle dochovaných písemností nejméně do 10. století. Za zakladatele zdejšího vinařství bývají často pokládáni mniši cisterciáci, ale jejich panství v Žernosekách se datuje až od 13. století. Tito mniši vybudovali v roce 1251 v Žernosekách rozsáhlé vinné sklepy, které se dochovaly dodnes a dodnes v nich víno vyzrává v tradičních dubových sudech. V těchto sklepeních můžete ochutnat víno přímo u sudů, můžete zde posedět při víně nebo si nakoupit víno v lahvích dle vlastního výběru. Žernosecká vinařská oblast (v oblasti severních Čech jsou celkem 4 vinařské oblasti Mělnická, Mostecká, Roudnická a Žernosecká) zahrnuje Litoměřice, které v minulosti tradičně bývaly velkým soupeřem Mělníka. Dnes se zde obhospodařuje 73 hektarů vinic na části jílovitých, písčitých a čedičových půdách v okolí viničních hor Radobýl a Lovoš. Největším producentem je zde společnost Žernosecké vinařství s.r.o. byla založena 1. dubna 1995 a plynule navázala na výrobní činnost Šlechtitelské stanice vinařské ve Velkých Žernosekách. Vinice společnosti leží ve viničních tratích na jižních, jihozápadních a jihovýchodních svazích Českého středohoří v katastrálním území 3 vinařských obcí
Litoměřické podoblasti vinařské oblasti Čechy: Velké Žernoseky (Kostelní vinice: Kostelní, Mariánská, Malá Vendule a Velká Vendule), Žalhostice (vinice Nad školou) a Lovosice (vinice Pod Lovošem). Základními odrůdami jsou odrůdy na výrobu bílých vín (80 %): Müller Thurgau, Ryzlink rýnský, Rulandské bílé, Rulandské šedé, Tramín, Mopr. Na výrobu červených vín jsou pěstovány modré odrůdy: Modrý Portugal, Svatovavřinecké, Pinot noir, Dornfelder. 2 Materiál a metody Fenologie je vědní obor, jež se zabývá studiem časového průběhu periodicky se opakujících životních projevů, tzv. fenologických fází, rostlin a živočichů v závislosti na podmínkách vnějšího prostředí, zejména na podnebí a počasí. Fenologická pozorování mají v České republice dlouhodobou tradici (již v 19 století byla provozována fenologická pozorování), v současné době je pozorování rozděleno na fenologii polních plodin, ovocných dřevin a lesních rostlin. Těžiště činnosti časově spadá do období březen až říjen. Fenologická stanice Velké Žernoseky patří do skupiny fenologie ovocných dřevin a zabývá se výlučně pouze sledováním časového nástupu fenofází u révy vinné. Fenologická stanice byla založena v roce 1989, jsou zde sledovány celkem na 10 plochách následující odrůdy révy vinné: Burgundské (1), Müller-Thurgau (2), Modrý Portugal (3), Ryzlink rýnský (4), Svatovavřinecké (5), Tramín (6), Irsay Oliver (7), André (8), Guzal Kara (9), Zweigeltrebe (10). Stanice se nachází bezprostředně v obci Velké Žernoseky (155 m n. m., 50 32 N, 14 04 E). Metadata fenologické stanice Velké Žernoseky jsou následující: terén svažitý pozemek součást údolí, orientace svahu jihozápad, sklon svahu 5 10 stupňů, druh půdy hlinitá, půdní podtyp slinovatka smíšená, podmínky vlhkosti suché stanoviště, stáří 11. 15. rok po výsadbě. Ke každé fenologické stanici v pozorovací síti ČHMÚ jsou metadata uložena v databázi Fenodata. U révy vinné jsou v současné době na fenologických stanicích ČHMÚ sledovány následující fenofáze: počátek jarní mízy (PM), rašení listových pupenů (RL), první listy (PL), počátek kvetení (PK), plný rozkvět (PR), konec kvetení (KK), zavěšování hroznů (ZH), měknutí bobulí (MB). V období všeobecné fenologie byly sledovány následující fenofáze u révy vinné: počátek řezu, počátek rašení, počátek květu, všeobecné kvetení, všeobecné žloutnutí, plná zralost. Protože ve Velkých Žernosekách se nenachází klimatologická stanice, tak byla použita pro srovnání stanice Doksany (158 m n. m., 50 27 N, 14 10 E) ležící zhruba 15 km daleko, ale skoro ve stejné nadmořské výšce. Z důvodu nastaveného maximálního rozsahu tohoto příspěvku, jsme vybrali na srovnání pouze fenofáze první listy a počátek kvetení. Tyto fáze byly korelovány s vybranými meteorologickými charakteristikami (viz. tab. 1). V prvním kroku byly meteorologické prvky podrobeny kontrole kvality dat a všechny chybné měření byly ze vstupních dat odstraněny a nahrazeny novou vypočtenou hodnotou. Také byly doplněny údaje, kdy se z nějakého důvodu neměřilo. Tato kontrola a výpočet nových hodnot probíhal v programu PROCLIM, vytvořeným Petrem Štěpánkem z ČHMÚ Brno. Detekce chybových hodnot probíhá na základě srovnání s okolními stanicemi a z nich váženým průměrem (váha je nastavena podle vzdálenosti) vypočtenou očekávanou hodnotou. Tato hodnota se také pak používá při doplnění řady [10]. V druhém kroku řady prošly detekcí nehomogenit pomocí Standartního Normálního Homogenizačního Testu (Alexandersson 1986). Pro zjištění vztahu mezi nástupem fenofáze a meteorologickými charakteristikami byl používán korelační koeficient s určením statistické významnosti (p=0,05). K těmto účelům
posloužil statistický software Statistica 8.0. Datum fenofáze bylo převedeno na pořadí dne v roce. Dále byly v programu Excel spočítány statistické charakteristiky nástupu fenofází za období 1989-2008: průměr, medián, 25% kvartil, 75% kvartil, minimum, maximum, směrodatná odchylka, variační rozpětí. meteorologická charakteristika zkratka jednotka U1DOKS01 průměrná teplota vzduchu T C 8,7 aktivní suma teplot nad 5 C ΣT >5 C C 3195,7 aktivní suma teplot nad 10 C ΣT >10 C C 2720,8 průměrná maximální teplota vzduchu TMA C 13,6 absolutní maximální teplota vzduchu TMA MAX C 30,8 aktivní suma maximálních teplot vzduchu nad 5 C ΣTMA >5 C C 4907,1 aktivní suma maximálních teplot vzduchu nad 10 C ΣTMA >10 C C 4469,4 průměrná minimální teplota vzduchu TMI C 3,9 úhrn slunečního svitu SSV hod 1492 úhrn srážek SRA mm 449 počet dní se srážkou nad 0,1 mm SRA > 0,1 mm den 135 počet dní se srážkou nad 1 mm SRA > 1 mm den 81 počet dní se srážkou nad 5 mm SRA > 5 mm den 26 potencionální evapotranspirace travního porostu PEVA mm 495,3 Tab. 1 Hodnoty meteorologických charakteristik na stanici Doksany (U1DOKS01) za období 1961-2000 Vzhledem k tomu, že se v našem zpracování nejvíce zaměřujeme na fenofáze PL (první listy) a PK (počátek kvetení), tak uvádíme popis vybraných fenofází. První listy: Po nástupu fenofáze rašení listových pupenů (RL) pokračuje další růst orgánů, které jsou v pupenu obsaženy - pupen se postupně rozvíjí, přičemž jednotlivé listy, v době rašení ještě k sobě přimknuté, se růstovými pohyby z pupenu uvolňují a původně řasnatě složená čepel listu se rozvine do víceméně rovinné plochy. Fenofáze "první 1isty" je vymezena jako moment v procesu vývinu listů, kdy při pohledu shora na líc listu je již vidět větší část řapíku a celou plochu listové čepele (způsob složení čepele v pupenu bývá ještě náznakově zachován). Fenofáze u sledované rostliny nastupuje, jakmile do popsaného stádia vyspějí první listy z nejvíce pokročilých pupenů v různých částech koruny stromu [12]. Počátek kvetení: Květy vinné révy jsou uspořádány v hroznovitá květenství (laty). Před rozkvětem jsou vnitřní orgány květu (tyčinky, pestík a žlázky) zakryty korunou; tato se skládá z pěti korunních plátků, které jsou svými okraji v horní části navzájem srostlé; takže tvoří tzv. čepičku. Na počátku rozkvětu dochází v souvislosti růstem tyčinek k odtržení korunních plátků od květní osy, takže čepička se jako celek uvolňuje; po určitou dobu se ještě udrží zavěšena na tyčinkách, až posléze odpadá [12]. 3 Výsledky a diskuse V tabulce 2 a 3 jsou uvedeny v pořadovém čísle dne roku statistické charakteristiky nástupu fenofází u odrůdy Müller Thurgau za období 1989 2008. Průměrné datum nástupu nástupu fenofází u jednotlivých fenofází je následující: PM 3.4., PL 6.5., PK 13.6., ZH 17.7., MB 29.8. Uvádíme i statistické výsledky u sklizně, ačkoliv sklizeň nepovažujeme za
fenofázi v pravém slova smyslu. V roce 2007 byl zaznamenán nejdřívější nástup fenofází PL (20.4.), PK (28.5.) a ZH (30.6.). Naopak nejpozději byly zaznamenány v roce 1991 PL (20.5.), PK (3.7.) a ZH (28.7.). Největší variační rozpětí (rozdíl mezi maximem a minimem) je u fenofáze počátek jarní mízy (59), dále pak u měknutí bobulí (56) a zavěšování hroznů (51). U sklizně je variační rozpětí 76 dnů. Statistika/fenofáze PM PL PK Průměr 93 126 164 Medián 96 125 164 25% kvartil 87 120 160 75% kvartil 102 132 169 Směrodatná odchylka 15,2 8,0 9,1 Minimum 61 110 148 Maximum 120 140 184 Variační rozpětí 59 30 36 Tab. 2 Statistické výsledky fenofází PM (počátek jarní mízy), PL (první listy) a PK (počátek kvetení) odrůdy Müller Thurgau za období 1989-2008 Statistika/fenofáze ZH MB SK Průměr 198 241 273 Medián 192 236 273 25% kvartil 189 230 270 75% kvartil 203 249 275 Směrodatná odchylka 15,3 16,7 14,9 Minimum 181 218 241 Maximum 232 274 317 Tab. 3 Statistické výsledky fenofází ZH (zavěšování hroznů), MB (měknutí bobulí) a SK (sklizeň) odrůdy Müller Thurgau za období 1989 2008 V grafu 1 je uveden časový průběh vybraných fenofází u odrůdy Ryzlink rýnský. U fenofází PL, PK a MB je pozorován klesající trend nástupu ( 8 10 dní), naopak u PM a ZH stoupající trend (ve srovnání se stanicí Velké Pavlovice, kde byl zjištěn u fenofáze ZH posun nástupu až o celý měsíc).
y = 1.4586x + 77.684 R 2 = 0.321 Časový průběh vybraných fenofází u révy vinné (odrůda Ryzlink rýnský) Období: 1989-2008 y = -0,6023x + 132,67 R 2 = 0,197 y = -0,6165x + 170,57 R 2 = 0,1596 y = 0,3744x + 193,77 R 2 = 0,021 y = -0,4835x + 245,53 R 2 = 0,0295 250 Den v roce 200 150 PM PL PK ZH MB 100 50 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 Rok Graf 1 Časový průběh vybraných fenofází u odrůdy Ryzlink rýnský za období 1989 2008 V grafu 2 je uveden časový začátku sklizně u odrůd Müller Thurgau, Ryzlink rýnský a Modrý Portugal. U odrůdy Ryzlink rýnský je pozorován klesající trend (18 dnů), u Modrého Portugalu vyrovnaný trend a u Müller Thurgau mírně stoupající trend (7 dnů). Sklizeň révy vinné (Muller Thurgau, Ryzlink rýnský, Modrý Portugal) Období: 1989-2008 Fenologická stanice: Velké Žernoseky 350 300 y = -0.5737x + 285.47 R 2 = 0.0266 y = 0.0594x + 270.03 R 2 = 0.001 y = 0.6865x + 266.14 R 2 = 0.0746 250 Den v roce 200 150 Ryzlink rýnský Modrý Portugal Müller Thurgau 100
Graf 2 Časový průběh začátku sklizně u odrůd Müller Thurgau, Ryzlink rýnský a Modrý Portugal. V tabulkách 4 7 jsou uvedeny výsledky korelací mezi datem nástupu fenofáze PL u odrůdy Modrý Portugal a vybranými meteorologickými charakteristikami. Charakteristika/měsíc I. II. III. IV. T -0,46-0,13-0,22-0,66 Suma T >5 C -0,52 0,00-0,26-0,63 Suma T >10 C -0,47 0,02-0,12-0,62 TMA -0,47-0,10-0,36-0,68 TMA MAX -0,27 0,14-0,39-0,21 Suma TMA>5 C -0,48-0,07-0,32-0,69 Suma TMA>10 C -0,44 0,05-0,41-0,71 TMI -0,41-0,17-0,08-0,46 Tab. 4 Korelace mezi nástupem fenofáze PL (první listy) a meteorologickými charakteristikami, odrůda Modrý Portugal Charakteristika/měsíc I. II. III. IV. SSV -0,42 0,17-0,48-0,52 SRA -0,24-0,18 0,06 0,32 SRA >0,1 mm -0,33-0,16 0,29 0,57 SRA >1mm -0,42-0,26 0,03 0,44 SRA >5mm -0,04 0,05 0,00 0,27
PEVA travního porostu -0,61-0,06-0,45-0,59 Tab. 5 Korelace mezi nástupem fenofáze PL (první listy) a meteorologickými charakteristikami, odrůda Modrý Portugal Charakteristika/měsíc I. II. II. III. I. III. I. IV. II. IV. III. IV. T -0,36-0,19-0,35-0,48-0,40-0,67 Suma T >5 C -0,34-0,20-0,38-0,61-0,55-0,69 Suma T >10 C -0,32-0,08-0,31-0,68-0,61-0,66 TMA -0,36-0,23-0,40-0,57-0,50-0,78 TMA MAX -0,14-0,13-0,27-0,39-0,27-0,49 Suma TMA>5 C -0,33-0,21-0,36-0,55-0,48-0,73 Suma TMA>10 C -0,21-0,26-0,37-0,61-0,60-0,75 TMI -0,36-0,18-0,33-0,41-0,29-0,36 Tab. 6 Korelace mezi nástupem fenofáze PL (první listy) a meteorologickými charakteristikami, odrůda Modrý Portugal Charakteristika/měsíc I. II. II. III. I. III. I. IV. II. IV. III. IV. SSV -0,06-0,30-0,40-0,55-0,49-0,60 SRA -0,28-0,04-0,15 0,02 0,14 0,23 SRA >0,1 mm -0,32 0,11-0,11 0,13 0,34 0,48 SRA >1mm -0,42-0,11-0,28-0,06 0,12 0,26 SRA >5mm -0,01 0,02-0,01 0,11 0,15 0,17 PEVA travního porostu -0,49-0,35-0,52-0,66-0,60-0,67 Tab. 7 Korelace mezi nástupem fenofáze PL (první listy) a meteorologickými charakteristikami, odrůda Modrý Portugal Grafy 3 6 uvádějí výsledky korelace mezi PK a vybranými meteorologickými charakteristikami (T, TMA, SRA > 0.1 mm a PEVA travního porostu).
Graf 3 Korelace mezi nástupem fenofáze PK (počátek kvetení) odrůdy Modrý Portugal a průměrnou teplotou vzduchu (T) za období duben - červen Graf 4 Korelace mezi nástupem fenofáze PK (počátek kvetení) odrůdy Modrý Portugal a maximální teplotou vzduchu (TMA) za období duben - březen
Graf 5 Korelace mezi nástupem fenofáze PK (počátek kvetení) odrůdy Modrý Portugal a počtem dnů s úhrnem srážek >0.1 mm (SRA>0.1 mm) za období duben - červen Graf 6 Korelace mezi nástupem fenofáze PK (počátek kvetení) odrůdy Modrý Portugal a potenciální evapotranspirací travního porostu (PEVA) za období duben - červen
4 Závěr Ze zkoumaných fenofází (PL, PK) prokázaly těsný korelační vztah s teplotními charakteristikami, pro vývoj révy vinné v tomto období je rovněž velmi důležitá maximální teplota vzduchu. V roce 2007 byla maximální teplota vzduchu na stanici Doksany v měsících březen a duben 4,5 C nad dlouhodobým průměrem 1961 2000, nástup fenofáze PL nastal o 15 dříve oproti průměru. Naopak v roce 2001 byla maximální teplota na stanici Doksany výrazně chladnější a nástup fenofáze PL nastal o 12 dní později. Při vyhodnocení jednotlivých měsíců má na nástup fenofáze PL největší vliv měsíc duben, na fenofázi PK měsíc květen. Byl rovněž zjištěn velmi těsný korelační vztah mezi slunečním svitem a potenciální evapotranspirací travního porostu. U srážek vycházela korelace jako statisticky nevýznamná (kromě počtu dní se srážkami>0.1 mm), čím méně srážek, tím dřívější nástup fenofázi (ale naopak extrémně nízký úhrn není pro rostlinu rovněž žádoucí). Pro jinou studii jsme zpracovávali i stanici Velké Pavlovice, v tabulce uvádíme pro porovnání část výsledků. Fenofáze/stanice Velké Žernoseky (1989 2008) Velké Pavlovice (1984 2007) Počátek jarní mízy 3.4. 30.3. První listy 6.5. 28.4. Počátek kvetení 13.6. 9.6. Zavěšování hroznů 17.7. 26.6. Sklizeň 28.9. 24.9. Tab. 8 Porovnání průměrných datumů nástupů vybraných fenofází u révy vinné na stanicích Velké Žernoseky (severní Čechy) a Velké Pavlovice (jižní Morava) Na stanici Velké Žernoseky nastává počátek jarní mízy v průměru o 4 dny později ve srovnání se stanicí Velké Pavlovice, první listy o 8 dní později, počátek kvetení o 4 dny později,
zavěšování hroznů o 21dní později a sklizeň o 5 dní později. Největší rozdíl nastává u fenofáze zavěšování hroznů, nejmenší u počátku jarní mízy a počátku kvetení. Ač sledované období není zcela stejné, rozdíl 4 let není tak velký a výsledky odpovídají geografickým podmínkám obou lokalit. V další studii bychom se chtěli zaměřit se na detailnější zpracování mezifázových intervalů v souvislosti s denními hodnotami meteorologických prvků. Literatura: [1] ALEXANDERSSON, H., 1986. A homogeneity test applied to precipitation data. Journal of Climatology, 6, č. 6, s. 661 675. [2] BRÁZDIL, R.- ZAHRADNÍČEK, P.- DOBROVOLNÝ, P.- KOTYZA, O.-VALÁŠEK, H., 2008. Viticulture as a source of climatological knowledge in the Czech Republic. Geografie - Sborník České geografické společnosti, roč. 113, 2008, č. 4, v tisku [3] COUFAL, L. - HOUŠKA, V. - REITSCHLÄGER, J. D. - VALTER, J. - VRÁBLÍK, T., 2004. Fenologický atlas. Český hydrometeorologický ústav, Praha, 264 s. [4] KRAUS, V., 1999. Réva vinná v Čechách a na Moravě. Radex, Praha, 280 s. [5] KOŠŤÁL, M., 1958. O významu severočeského vinařství v minulosti. In: Sborník Československé akademie zemědělských věd Historie a muzejnictví 3 (31), č. 3, s. 173 202. [6] MIHÁLIKOVÁ, I., 1983. 60 let fenologické staniční sítě. Meteorologické zprávy, 36, č. 6, p. 187 188. [7] NEKOVÁŘ, J., SVITÁKOVÁ, Z., KOTT, I. (2005). Fenologická data za posledních 150 let. Sborník Bioklimatologie současnosti a budoucnosti, Křtiny 12. 14.9.2005, ISBN 80-86 690 31-08. [8] NEKOVÁŘ, J., 2008. The history and current status of Czech plant phenology. In: COST Action 725 The history and current status of plant phenology in Europe. COST Office, Brussels, s. 51 57. [9] PIFFLOVÁ, L. - BRABLEC, J. - LENNER, V. - MINÁŘ, M., 1956. Příručka pro fenologické pozorovatele. Hydrometeorologický ústav, Praha, 168 s. [10] ŠTĚPÁNEK, P. - ZAHRADNÍČEK, P., 2008a. Quality control of daily data on example of Central Eu-ropean series of air temperature, relative humidity and precipitation. Abstract In: Meeting of COST-ES0601 (home) action management commitee and working groups and sixth seminar for homogenization and quality control in climatological databases. Budapest, 2008, s. 31 [11] ŠTĚPÁNEK, P. - ZAHRADNÍČEK, P., 2008b. Experiences with homogenization of daily and monthly series of air temperature, precipitation and relative humidity in the Czech Republic, 1961-2007. Abstract In: Meeting of COST-ES0601 (home) action management commitee and working groups and sixth seminar for homogenization and quality control in climatological databases. Budapest, 2008, s. 32 [12] VALTER, J., 1981. Návod pro činnost fenologických stanic. Metodický předpis č. 3. Český hydrometeorologický ústav, Praha, 148 s.
[13] ZAHRADNÍČEK, P., 2008. Fenologické fáze vinné révy v závislosti na meteorologických prvcích. In: Rožnovský, J. Litschmann (ed): Sborník příspěvků z mezinárodní konference a CD ROM s články, Bioklimatologické aspekty hodnocení procesů v krajině, Mikulov 9.-11.9.2008, Česká bioklimatologická společnost v nakl. Českého hydrometeorologického ústavu, ISBN 978-80-86690-55-1, s. 82 (přiložen CD ROM). [14 ] BAKER, H..Kapesní průvodce 2002 po vinařských oblastech a vínech České republiky, Vydavatelství HENRY, 255 s., vydání první, Praha 2002, ISBN: 80-238-8246-5