Условиями умеренного и теплого климата с периодическими сменами времен года обусловлен годичный цикл развития винограда, состоящий из двух основных периодов: вегетации и относительного покоя.
Биологическим отсчетом начала и конца вегетации винограда является температура плюс 10°С: при достижении среднесуточной температуры этого уровня весной начинается распускание почек, а осенью прекращаются физиологические процессы роста и ассимиляции.
Вегетация состоит из шести фаз: сокодвижение, распускание почек и рост побегов, цветение, рост ягод, созревание ягод, вызревание побегов. Продолжительность и календарные сроки наступления этих фаз различаются в зависимости от климатических условий зоны и года, от видового и географического происхождения сорта, от применяемой системы агротехники. Биологические фазы существенно отличаются одна от другой: для каждой из них характерны специфические физиолого-биохимические процессы и требуются определенные температурные условия.
Сокодвижение наступает при достижении температуры в корнеобитаемом слое почвы (40-60 см) 7-9°С тепла. Оно вызывается активизацией деятельности корней. Под давлением 1,5 атмосферы всасываемая корнями жидкость поднимается по сосудам древесины и истекает из поранений и срезов штамба, рукавов, однолетних лоз, так как количество всасываемой воды в отсутствие листовой поверхности оказывается избыточном. Это явление у винограда называют «плачем». Истекаемая пасока представляет собой очень слабый раствор органических и минеральных веществ (2 г сухого вещества в одном литре пасоки). Интенсивность сокодвижения находится в прямой зависимости от влажности почвы и степени развития куста. Продолжительность фазы 10 и более дней, до распускания почек.
В условиях укрывной культуры эта фаза развития виноградного растения часто протекает незаметно. Поэтому на практике принято считать началом вегетации винограда момент распускания почек.
Распускание почек наступает при накоплении суммы активных температур воздуха (выше +10°С) 120-200°С. В различных зонах и погодных условиях года это происходит в конце марта — начале мая.
Разница в начале распускания почек у различных сортов незначительная — 5-7 дней. Раньше распускаются глазки у сортов американского и европейско-амурского происхождения, затем у западноевропейских и позже всех — у среднеазиатских.
Межфазный период от распускания почек до начала цветения у большинства сортов продолжается 40-50 дней. В это время идет формирование и сильный рост соцветий, вытягиваются в длину междоузлия, развиваются листья и усики, закладываются зачатки новых листьев и усиков. Большая часть прироста вегетативной массы куста нарастает в период этой фазы, интенсивно растут корни. Суточный прирост побегов может достигать 10см.
Цветение винограда начинается сбрасыванием колпачков венчика и продолжается 8-14 дней. Оптимальными для этой фазы условиями являются достаточно высокая температура +25-35°С и умеренная влажность воздуха. Раскрываются цветки и при более низкой температуре, однако ниже 15°С тепла оплодотворение не происходит. Цветение проходит в конце мая — июне.
Не все завязи соцветий развиваются в ягоды, 40-60% из них осыпаются. Это считается нормальным, так как природой создается избыток генеративных органов (цветков, пыльцы, завязи, семян), отделяющихся от материнского растения и обеспечивающих продолжение рода. В грозди обычно остается до 120-150 ягод.
В течение этой фазы в побегах накапливается максимальное количество сахаров, в пазухах нижних листьев начинается закладка зимующих глазков и формирование в них будущих соцветий. Поэтому погодные условия июня оказывают влияние на урожай будущего года.
Рост ягод происходит на протяжении одного-двух месяцев (июнь-август). Эта фаза условно делится на два периода. В начале фазы, после оплодотворения, из стенок завязи разрастается околоплодник, а из семяпочки развиваются семена. Ягоды в этот период содержат много хлорофилла и интенсивно ассимилируют. У побегов снижается интенсивность роста, начинается их утолщение, а в зимующих глазках по всей длине побега продолжается усиленная закладка соцветий. В момент достижения ягодами размеров 3-4 мм приостанавливается их рост, многие из них желтеют и осыпаются. У оставшихся ягод наступает второй период роста: уменьшается содержание хлорофилла, устьица превращаются в чечевички, объем ягод быстро увеличивается. К концу второго периода в ягодах содержится много кислот — 20-30 г на 1 кг и очень мало сахаров — 0,5-0,6%. В побегах идут усиленные физиолого-биохимические процессы по подготовке растения к зиме.
Созревание ягод. После прекращения роста ягоды в ней начинаются сложные химические изменения. Ягода размягчается, в ней снижается содержание хлорофилла и крахмала. У белоягодных сортов кожица становится более светлой, а у окрашенных сортов отдельными пятнами появляется окраска. Ягода покрывается восковым налетом (пруином), что предохраняет её от поражения грибковыми болезнями. Кожица теряет эластичность и может лопаться во влажную погоду, способствуя загниванию ягод.
Накопление сахаров в ягодах увеличивается с интенсивностью 0,2-1,0 г/100 мл в сутки в зависимости от сорта и погодных условий. Кислотность, содержание дубильных веществ и воды снижается.
В кожице темноягодных сортов накапливаются красящие вещества, у отдельных сортов эти вещества накапливаются и в мякоти, обуславливая интенсивную окраску сока.
Для созревания ягод наиболее благоприятна температура 28-32°С при достаточной обеспеченности растения водой. При температуре 14-16°С и выше 40°С, а также недостатке влаги в почве или повышенной влажности воздуха ягоды созревают медленно.
Наступление и длительность этой фазы определяется генетическими особенностями сорта, температурными условиями и притоком питательных веществ к ягоде.
У очень ранних сортов ягоды созревают за 20-30, ранних — 25-35, средних — 35-45, поздних — 50-60 дней.
У винограда различают съемную (техническую) и полную (физиологическую) зрелость урожая.
Съемная зрелость определяется приобретением типичной для сорта окраски и наилучших качеств ягод для их использования. Столовые сорта убирают до наступления полной зрелости. Момент съемной зрелости у них определяется органолептически, т.е. пробой на вкус. Считается, что наиболее благоприятным, гармоничным во вкусовом отношении является соотношение сахаров и кислот в ягодах (2,5-3):1. Например, при содержании сахаристости 18 г/100 мл и кислотности 7 г/л это соотношение равно 18:7=2,6. Для употребления винограда в свежем виде нижним пределом сахаристости принято считать 14 г/100 мл.
Содержание сахаров у технических (винных) сортов должно достигать определенных значений в зависимости от типа приготавливаемых виноматериалов: коньячных — 15-17, шампанских — 17-20, столовых белых и красных сухих — 18-22, кахетинских — выше 22 г/100 мл.
Полная или физиологическая зрелость ягод характеризуется установлением стабильности содержания сахаров, а также затвердением и побурением кожуры семян.
В эту фазу рост побегов все более замедляется и к её концу прекращается, идет их интенсивное одревеснение, в корнях откладываются запасы питательных веществ в виде крахмала, заканчивается дифференциация соцветий в зимующих глазках.
Вызревание побегов и листопад. В период этой фазы хлоропласты в листьях разрушаются и ассимиляция прекращается. Листья приобретают осеннюю окраску и опадают. Фаза длится 30-45 дней и приходится на октябрь-ноябрь. В северных районах из-за рано наступающих заморозков естественный листопад отсутствует.
Период покоя. После листопада все видимые жизненные процессы прекращаются, хотя в растении продолжают идти замедленные биохимические превращения запасных питательных веществ, дыхание и транспирация. Наступает период покоя.
У винограда различают зимний покой куста и физиологический покой почек.
Фаза зимнего покоя куста продолжается от листопада до начала сокодвижения.
Физиологический покой почек является приспособительным свойством виноградного растения к условиям перезимовки. Он обусловлен накоплением в тканях почек ингибиторов, тормозящих рост, и резким сокращением содержания в клетках ауксинов — стимуляторов роста, в результате чего почки не могут прорастать даже при благоприятной температуре. Период покоя почек продолжается с августа по декабрь-январь, после чего распускание почек сдерживается низкими температурами (период вынужденного покоя). При создании благоприятного режима влажности и температуры почки быстро распускаются.