不同年份赤霞珠葡萄根系分布研究

缪成鹏，白春艳，魏如腾，孙海东

（山西戎子酒庄有限公司，山西乡宁042100）

葡萄（V.vitisL.）属于葡萄属落叶藤本植物，植株由地上部和地下部构成。根是植株的地下部，固定并支撑整个植株，同时保证葡萄的水分和营养元素的吸收[1-3]。葡萄实生根系通常由主根、侧根和须根组成。葡萄可形成4～5级侧根。吸收根较细，主要功能是从土壤中吸收水分和矿物质，并将其转化为有机物[4-5]。植物根系赖以生存的土壤环境及肥、水、热、气、微生物等生态因子构成了根土系统。受各种因素的影响，根系在土壤中垂直方向和水平方向呈现出一定的分布特征[6]。

众所周知，气候和土壤等因素及栽培管理技术共同决定了酿酒葡萄的品质。土壤容重是指一定容积内（含土壤孔隙）的土壤重量，单位通常为g/cm3。容重是土壤最重要的物理性质之一，能充分反映土壤质量和土壤生产力水平，测定土壤容重的经典方法为环刀法[7]。土壤容重与土壤孔隙度有着密切联系，可以反映土壤的透气性、入渗性、持水性和导水性等关键参数[8]。土壤容重小，表明土壤较疏松，通透性好，肥力较高，反之，土壤容重大，表明土体紧实，结构性和通透性较差[9-10]。

本试验以山西戎子酒庄有限公司葡萄种植基地内赤霞珠葡萄树为研究对象，通过壕沟法对不同年份葡萄根系分布及土壤容重进行了分析研究，得出该地区葡萄根系和土壤容重的空间分布情况，旨在为改善酿酒葡萄生长环境，提高酿酒葡萄品质，进而为提高葡萄酒的内在品质提供基础数据的支撑。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器

试验材料：山西戎子酒庄葡萄园同一地块的赤霞珠葡萄根系，葡萄苗栽培时间为2007年，分别在2014年、2015年和2017年对赤霞珠葡萄植株进行试验研究，葡萄植株位于整块地的中央位置。

仪器设备：锌合金数显卡尺，上海美耐特实业有限公司；180 cm3不锈钢环刀，北京沃特兰德科技有限公司；DHG-系列电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；APTP457A电子天平，深圳安普特电子科技有限公司。

1.2 试验方法

葡萄根系的测定：采用壕沟法对山西戎子酒庄葡萄园赤霞珠葡萄根系进行分析研究,在距离葡萄根主干50 cm处挖垂直土壤剖面，以选定的葡萄树为坐标原点，向左右两边各挖长1.0 m，宽80 cm，深2.0 m，根直径可分为3级，分别为≤2.0 mm，2.1～5.0 mm，≥5.1 mm，使用数显卡尺量测量根系直径，从而调查葡萄根系集中分布层。

土壤容重的测定：土壤容重也称干容重，本实验采用环刀法，在垂直土壤剖面0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～120 cm、120～140 cm、140～160 cm、160～180 cm、180～200 cm中心处，将容积为180 cm3的环刀垂直压入土壤中，使土样充满其中，用铁铲除去环刀周围多余的土壤，取出已装满土的环刀，带回实验室，将样品放在105℃的电热鼓风干燥箱中，烘至土壤恒重，使用电子天平称重，按以下公式计算土壤容重。

式中：ρ——土壤容重，g/cm3；

m2——环刀与烘干土质量，g；

m1——环刀的质量，g；

V——环刀容积，cm3。

2 结果与分析

2.1 不同年份葡萄根系的分布

2.1.1 7年树龄根系分布情况

戎子酒庄2007年定植的赤霞珠葡萄树，图1为2014年（7年树龄）距离主干50 cm，长2.0 m，宽80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布情况，图2为2014年葡萄根系的水平分布情况。

图1 7年树龄葡萄根系的垂直分布

图2 7年树龄葡萄根系的水平分布

由图1可知，赤霞珠7年树龄葡萄根系的垂直分布主要以小于或等于2.0 mm的吸收根和2.1～5.0 mm的侧根为主，其中小于或等于2.0 mm的吸收根集中分布在80～140 cm的土层，分布率为74.49%；2.1～5.0 mm的侧根集中分布在80～100 cm的土层，分布率为22.96%；大于或等于5.1 mm的侧根较少，主要分布40～100 cm的土层，分布率为2.55%。

由图2可知，赤霞珠7年树龄葡萄根系的水平分布主要以小于或等于2.0 mm的吸收根为主，吸收根在水平宽度100 cm以内的土层都有分布，分布率为85.63%；其次根系分布较多的是2.1～5.0 mm的侧根，主要集中分布在水平宽度80 cm以内的土层，分布率为12.50%；大于或等于5.1 mm的侧根最少，主要分布在水平宽度40 cm以内的土层，分布率为1.87%。

2.1.2 8年树龄根系分布情况

图3和图4分别为2015年（8年树龄）距离主干50 cm，长2.0 m，宽80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布和水平分布情况。

图3 8年树龄葡萄根系的垂直分布

图4 8年树龄葡萄根系的水平分布

由图3可知，赤霞珠8年树龄和7年树龄根系的垂直分布大致相同，不同之处在于根系的数量和根系的分布率。小于或等于2.0 mm的吸收根主要集中分布在60～100 cm的土层，分布率为78.57%，2.1～5.0 mm的侧根主要分布在40～140 cm的土层，分布率为17.85%，大于或等于5.1 mm的侧根分布在40～120 cm的土层，分布率为3.57%。

由图4可知，赤霞珠8年树龄葡萄根系随着水平宽度的增加，根系分布越来越少，但相比7年树龄，根系的总数有所增加，而且根的粗度也有了明显的变化。在水平宽度100 cm之内的土层主要以小于或等于2.0 mm的吸收根为主，分布率为82.45%；其次为2.1～5.0 mm的侧根，分布率为13.83%；大于或等于5.1 mm的侧根主要分布在水平宽度60 cm以内的土层，分布率为3.72%。

2.1.3 10年树龄根系分布情况

图5和图6分别为2017年（10年树龄）距离主干50 cm，长2.0 m，宽80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布和水平分布情况。

图5 10年树龄葡萄根系的垂直分布

图6 10年树龄葡萄根系的水平分布

由图5可知，葡萄根系不断在土壤中纵深扩展，10年树龄葡萄根系相比较7年树龄和8年树龄，根系数量在迅速扩增，说明葡萄园的土壤体积、紧密度、肥力等条件，适宜赤霞珠葡萄植株的生长。小于或等于2.0 mm的吸收根集中分布在40～140 cm的土层，分布率为91.99%；2.1～5.0 mm的侧根集中分布在60～140 cm的土层，分布率为6.64%；大于或等于5.1 mm的侧根主要分布在80～140 cm的土层，分布率为1.36%。

由图6可知，10年树龄根系与7年树龄、8年树龄相比，葡萄根系不断在土壤中横向扩展。根系主要以小于或等于2.0 mm的吸收根为主，分布在100 cm之内的土层，分布率为92.38%；2.1～5.0 mm的侧根集中分布在水平宽度80 cm之内的土层，分布率为6.54%；大于或等于5.1 mm的侧根集中分布在水平宽度40 cm之内的土层，分布率为1.07%。

2.2 不同年份葡萄根系分布和土壤容重的比较

2.2.1 不同年份葡萄根系分布的比较（表1、表2）

由表1可知，赤霞珠葡萄根系的垂直分布有以下规律：随着土层深度的变化，根系的分布率呈倒U型，不同树龄的赤霞珠，根系的集中分布区大致相同，分布率有差异。从分布范围来看，根系主要分布在20～180 cm的土层。其中，7年树龄根系的分布率为91.01%，8年树龄根系的分布率为92.82%，10年树龄根系的分布率为92.34%。根系主要以小于或等于2 mm的吸收根为主，其次含量较多的是2.1～5.0 mm侧根，大于或等于5.1 mm的侧根较少。

由表2可知，随着水平宽度的扩增，赤霞珠葡萄根系的分布率呈下降趋势，根系主要集中分布在水平宽度0～80 cm内的土层，在该水平宽度范围内，7年树龄根系的分布率为85.00%，8年树龄根系的分布率为83.51%，10年树龄根系的分布率为84.50%。同样根系主要以小于或等于2 mm的吸收根为主，其次含量较多的是2.1～5.0 mm侧根，大于或等于5.1 mm的侧根较少。

表1 各土层深度根系分布情况

2.2.2 不同年份土壤容重的比较（表3）

土壤是一个庞大而复杂的系统，土壤质量不仅包括其基本理化性质及微生物特性，同时还受到诸多地形、地貌、降雨、地理位置、生态类型、耕作管理措施等综合因素的影响[11]。土壤容重和孔隙度可以较好地反映土壤的疏松程度、通气能力、持水能力和溶质迁移潜力等[12]。由表3可知，随着土层深度的增加，土体由于超负荷的压力而变得更加坚实，造成土壤容重沿土壤剖面逐渐增大。2014年土壤容重范围为 1.05～1.33 g/cm3，平均容重为 1.19 g/cm3；2015年土壤容重范围为1.14～1.36 g/cm3，平均容重为1.26 g/cm3；2017年土壤容重范围为1.29～1.39 g/cm3，平均容重为 1.35 g/cm3。

表2 各土层水平根系分布情况

表3 不同年份土壤容重的比较

3 结论

本实验对戎子酒庄葡萄园赤霞珠7年树龄、8年树龄和10年树龄葡萄根系的分布情况进行了研究。研究得出，赤霞珠葡萄根系主要以小于或等于2 mm的吸收根为主，其次含量较多的是2.1～5.0 mm侧根，大于或等于5.1 mm的侧根较少。

不同树龄赤霞珠葡萄根系随着土层深度的变化，根系的分布率呈倒U型曲线，根系的集中分布区大致相同，主要分布在20～180 cm的土层，但是分布率有差异。随着水平宽度的扩增，根系的分布率呈下降趋势，根系主要集中分布在水平宽度80 cm以内的土层。葡萄根的结构随树龄不同而发生变化，随着树龄的增长，葡萄根系不断在土壤中横向和纵深扩展。因此，赤霞珠根系的分布与葡萄的树龄有密切关系。

土壤容重沿0～200 cm土壤剖面呈现出从低到高的趋势，随着年份的增加，土壤容重逐渐增大。总体来看，剖面土壤容重变化范围在1.05～1.39 g/cm3，由于乡宁县东廒村属于海拔较高的区域，其气候特征不易于有机质的分解，从而使土壤有机质含量较高，使得土壤容重较低，氧气扩散快，根系发达，适合葡萄植物生长。