生草覆盖对酿酒葡萄园土壤养分及浆果品质的影响

2019-10-08庞群虎

西南农业学报 2019年8期

庞群虎，王竞，孙权，许兴，王锐,2*

(1. 宁夏大学农学院，宁夏银川 750021；2. 宁夏葡萄与葡萄酒研究院，宁夏银川 750021)

【研究意义】宁夏贺兰山东麓拥有酿酒葡萄生长栽培的独特自然环境优势，已形成区域化布局、规模化经营、专业化生产的现代葡萄产业发展模式，也逐渐成为当地群众增收致富的主要渠道之一[1]。但宁夏贺兰山东麓地区的生态条件相对比较脆弱，果园干旱贫瘠，以砂质碱性石灰性土壤为主，造成葡萄园气候微环境较差，导致酿酒葡萄成熟过快、香气物质累积不足、糖酸比不协调、酒品质下降。葡萄园生草是一种优良的可持续发展的果园土壤管理模式，现已广泛用于世界上主要酿酒葡萄产区[2-4]。生草和覆盖能改变土壤温度、湿度、容重等物理性状，进而影响土壤化学性质和微生物学性质的变化[5]。为进一步提升贺兰山东麓酿酒葡萄产业效益与品质，改变传统以清耕除草为主的耕作模式，充分利用果园生草技术，减少化肥使用量，提高酿酒葡萄品质，是发展高品质红酒的优质选择[6]。【前人研究进展】果园生草和覆盖受地区、环境和草种的影响，对土壤理化性质及果实品质所表现出的结果各异。研究发现，南方橘园生白三叶草能显著提升果园土壤养分，提升单果质量，改善果实品质[7]。李艳丽等[8]研究发现，梨园连续3年覆草显著提高了土壤有机质和土壤速效养分含量，覆膜结合覆草处理能显著提高土壤有机质、有效磷和速效钾含量。李世清等[9]认为，在半干旱地区，覆膜能增加土壤呼吸和有机氮的矿化，因而显著提升土壤剖面中氮素的累积。梨园多年种植黑麦草能够明显提升土壤全磷和速效养分，多年种植白三叶草能显著提升土壤全氮和全钾的含量[10]。刘术新等[11]指出，李园生白三叶草可提升果实总糖、可溶性固形物以及维生素C含量，同时降低果实总酸含量及硬度，提升果实风味。【本研究切入点】国内外对果园生草覆盖技术研究较多，更多的也是积极意义。但由于各研究区域的差异性，生草覆盖技术所表现的结果也有很大的不同，比如土壤、气候、作物、覆盖类型以及生草品种的差异，都对研究结果产生很大的影响。目前果园生草覆盖的研究多集中在降雨条件较好的湿润区，在干旱半干旱区的宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄上研究起步较晚。【拟解决的关键问题】本研究选择宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄园，依据该地区气候和环境特点，测定分析不同生草及覆盖对贺兰山东麓酿酒葡萄园土壤养分、品质以及产量的变化特征，以期为宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄园生草覆盖技术以及酿酒葡萄园土壤管理提出合理化建议。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验区位于贺兰山东麓沿山产区—宁夏银川市志辉源石酒庄，平均海拔高度为1160 m，属于典型大陆性季风气候，年均降雨量200 mm，年均蒸发量1470 mm。酒庄土壤为壤质砂土，土壤类型为普通灰钙土。该产区光照充足，全年日照时数在2851～3106 h，太阳总辐射量6100 MJ/m2，年平均气温8.9 ℃，无霜期180 d。试验区地形平缓，地面坡度约为1 %。

1.2 试验设计

该试验在贺兰山沿山产区葡萄园(志辉源石酒庄)进行，选用5年生的赤霞珠，南北行向。采用单因素随机区组设计，分别设覆膜(黑膜)处理、马齿苋草处理和地锦草处理，以清耕处理(CK)为对照。计4个处理，重复3次，各小区面积为125 m2(25 m×5 m)，果树40～43株(株行距0.6 m×5 m)，试验地总面积为1500 m2，统一田间管理。

试验于酿酒葡萄出土10 d后(5月初)开始，生草方式为行内生草(葡萄树左右各40 cm)，播种方式为人工撒播，播种深度约为1～2.5 cm，马齿苋和地锦草每公顷播种量为12和18.5 kg；覆膜方式为行内覆膜(葡萄树左右各40 cm)，膜宽度为40 cm，厚度为0.008 mm。每处理之间留有过度行。

1.3 样品采集及测定方法

土壤样品于10月初(果实成熟期)采集，每小区随机标注五个点，用土钻分别采取0～20、20～40和40～60 cm土层的土壤并混匀作为一个土样，剔除石砾和植物残根等杂物。带回实验室后，将土样自然分干、磨细,分别过0.25及1 mm筛用于土壤化学性质的测定。所有土样均编号并保存于自封袋内备用。

每个处理随机选取树相一致、生长均匀的果树5株并标注，共标记20株果树。成熟后从每处理每重复标记树上随机采摘3串果实置于自封袋，带回实验室测定果型及品质。在每个处理下随机采取10株的果实，计算其单株的平均产量，然后根据小区总株数×单株产量得到其理论产量。

1.3.1 土壤化学性质的测定碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用1 mol·L-1NH4Ac浸提-火焰光度法测定；有机质采用重铬酸钾容量法外加-硫酸亚铁滴定法测定；全氮采用硫酸消煮-凯式定氮法测定；全磷采用HClO4-H2SO4消煮钼锑抗法比色法测定[12]。

1.3.2 果实品质的测定葡萄收获时，随机采集各处理同一部位具有代表性果穗，选取适量果粒用搅拌机打成匀浆测定品质。可溶性固形物含量用手持糖量计测定；可滴定酸用NaOH滴定法测定；可溶性糖用蒽酮法测定；还原性糖用3,5-二硝基水杨酸法测定；单宁、花色苷、总酚测定前则先将葡萄粒在液氮中速冻后保存，单宁用福林-丹尼斯法测定；花色苷用pH示差法测定；总酚用福林-肖卡法测定[13]。

2 结果与分析

2.1 生草覆盖对酿酒葡萄园土壤养分的影响

表1可知，生草和覆膜均能有效提升酿酒葡萄园0～20 cm土层碱解氮、有效磷和速效钾含量。覆膜处理对0～60 cm土层碱解氮含量提升效果最为显著，较清耕处理分别提升46.76 %、35.38 %和30.21 %，其中对0～40 cm土层碱解氮含量提升效果最为明显。马齿苋处理20～60 cm土层和地锦草处理40～60 cm土层较清耕处理均有下降趋势，且均达显著性差异。各处理对提升0～40 cm土层有效磷含量均有明显效果，其中覆膜和马齿苋处理较清耕均达显著性差异，地锦草与清耕处理差异不显著。覆膜处理对0～20和40～60 cm土层有效磷提升效果最好，分别较清耕处理提升55.92 %和68.80 %；马齿苋处理对20～40 cm土层有效磷提升效果最好，较清耕处理提升69.02 %。生草和覆膜对提升0～60 cm土层速效钾含量均有显著效果，其中，马齿苋对0～20 cm土层速效钾含量提升效果最好，较清耕提升58.07 %；覆膜对20～40 cm土层速效钾含量提升效果最好，较清耕提升30.61 %；地锦草和马齿苋对40～60 cm土层速效钾含量提升效果最好，分别较清耕提升30.25 %和26.06 %。表明，生草和覆膜均能显著提升酿酒葡萄园土壤速效养分含量。其中，覆膜对碱解氮和有效磷提升效果最好；马齿苋对速效钾提升效果最好。

生草和覆膜处理下酿酒葡萄园0～20 cm土层有机质和全氮含量较清耕处理均有明显增加。生草和覆膜对0～20 cm土层有机质含量提升效果明显，各处理间均达到显著或极显著水平，其中以马齿苋处理提升效果最好，较清耕和地锦草处理分别提升34.03 %和25.91 %。马齿苋处理20～40和40～60 cm土层有机质含量与清耕处理相比均有下降趋势，但其他处理与清耕相比均有上升趋势，且达显著或极显著水平。各处理对0～20 cm土层全氮含量提升效果明显，与清耕相比均达到显著或极显著水平，各处理以马齿苋提升效果最好，较清耕提升70.45 %；覆膜和地锦草之间差异不显著，但与清耕相比均达显著性水平，且较清耕分别提升38.64 %和31.82 %；20～40 cm土层除覆膜外，全氮含量均有下降趋势，且以马齿苋处理最低；40～60 cm土层全氮含量除马齿苋外(与清耕相比无显著性差异)均高于清耕，且达显著或极显著水平。果园0～20 cm土层全磷含量除地锦草有所降低外，其他各处理间均为明显变化；20～40 cm土层全磷含量除覆膜外均有下降趋势，且以马齿苋最低，较清耕降低22.22 %，清耕和地锦草之间差异不显著；覆膜和地锦草处理对40～60 cm土层全磷含量均有显著提升的效果，较清耕分别提升32.65 %和4.08 %，马齿苋与清耕之间无显著性差异。表明，生草和覆膜能有效提高土壤有机质和全氮含量，但对全磷含量影响较小。

表1 生草覆盖对酿酒葡萄园土壤养分的影响

注：数据为均值加减标准误，同列不同小写英文字母表示在0.05水平上差异显著，下同。

表2 生草覆盖对酿酒葡萄果实品质的影响

表3 生草覆盖对酿酒葡萄果型及产量的影响

2.2 生草覆盖对酿酒葡萄果实品质的影响

表2可知，生草和覆膜均能有效提升酿酒葡萄果实中可溶性固形物含量，其中以马齿苋处理最高，清耕(CK)处理最低，且处理间均达到显著水平。马齿苋处理可溶性固形物含量较清耕、地锦草和覆膜处理分别提升21.22 %、13.08 %和5.81 %。可滴定酸含量以马齿苋处理最高，覆膜处理最低，清耕处理与覆膜处理差异不显著。马齿苋处理可滴定酸含量较覆膜、清耕和地锦草处理分别提升71.67 %、65.38 %和43.72 %。各处理可溶性糖含量与清耕处理相比较，除覆膜处理以外均有下降趋势，且地锦草处理下降趋势最为明显，较清耕降低30.32 %。但覆膜处理对可溶性糖含量提升效果最显著，较清耕、马齿苋和地锦草处理分别提升14.12 %、26.96 %和63.78 %。各处理均能提升还原性糖含量，以马齿苋和覆膜处理效果最好，较清耕分别提升25.08 %和23.56 %，且二者均达极显著水平。单宁含量以清耕处理最高，马齿苋处理最低，且清耕、覆膜和地锦草处理之间无显著性差异。总酚含量除覆膜处理以外，其他各处理均低于清耕处理，但差异不显著。覆膜处理总酚含量最高，与其他处理相比均达到显著水平，且较清耕、马齿苋和地锦草处理分别提升65.45 %、98.99 %和149.58 %。各处理花色苷含量均高于清耕处理，且达显著或极显著水平。其中覆膜处理最高，较清耕提升59.05 %，马齿苋和地锦草处理较清耕分别提升17.67 %和43.53 %。表明，生草和覆膜对于酿酒葡萄果实品质的提升均有显著效果。其中覆膜对可溶性糖、总酚以及花色苷的提升效果最好；马齿苋对可溶性固形物、可滴定酸和还原性糖的提升效果最好。

2.3 生草覆盖对酿酒葡萄果型及产量的影响

表3可知，地锦草处理对酿酒葡萄百粒重的提升效果最为显著，与清耕、马齿苋以及覆膜处理相比均达显著或极显著水平。其中，清耕和马齿苋处理差异不显著，马齿苋和覆膜处理差异不显著。地锦草处理百粒重较清耕、马齿苋和覆膜分别提升：9.24 %、14.02 %和19.45 %。酿酒葡萄粒径以地锦草处理最高，覆膜处理最低，但各处理间差异均不显著。穗长以地锦草处理最高，马齿苋处理最低。地锦草和清耕处理以及覆膜和马齿苋处理之间差异不显著，但地锦草和清耕处理与覆膜和马齿苋处理相比均达显著性差异。各处理间酿酒葡萄株产量和总产量均达显著或极显著水平，其中马齿苋处理最高，清耕处理最低，较清耕分别提升12.80 %和12.22 %。其次是地锦草处理，较清耕处理分别提升8.80 %和8.78 %。表明，生草和覆膜均能提升酿酒葡萄株产量和总产量，其中以马齿苋提升效果最好。酿酒葡萄园种植地锦草对百粒重、粒径和穗长提升效果最好。

3 讨论

生草和覆膜能够使土壤养分含量发生改变主要是由于生草和覆膜对于土壤水分和温度的调节、理化性状的改变以及生草植株在土壤中的积累和降解，从而改变土壤中矿质养分含量的变化[14-19]。李尚玮等[20]研究发现，不同草种对苹果园土壤氮磷钾含量的影响不同，白三叶草能显著提高土壤全氮、速效氮、硝态氮、铵态氮和有机质的含量，高羊茅显著增加了全磷、全钾和速效钾的含量，而自然生草对提高速效磷含量的效果最好。李艳丽等[8]认为，果园连续3年覆草可显著提高土壤速效养分和有机质含量，覆膜结合覆草处理能显著提升土壤有机质、有效磷和速效钾含量。本研究结果表示，生草和覆膜均能显著提升酿酒葡萄园土壤有机质、全氮以及速效养分含量，但对全磷含量影响较小。其中，覆膜对碱解氮和有效磷提升效果最好；马齿苋对速效钾和全氮提升效果最好，这与前人研究结果大体一致。覆膜之所以能够提升土壤养分含量，是由于覆膜能提升土壤温度，同时又能抑制水分蒸发，增加土壤的含水量，使土壤养分矿化加快，从而提升土壤中速效养分含量。因而，酿酒葡萄园生草和覆膜均能提升土壤养分含量。

红酒品质的好坏直接取决于酿酒葡萄品质的好坏。近年来，绿色和健康为人们所倡导，因而对酿酒葡萄品质的提升也是大势所趋。梁森苗等[21]指出，自然生草可明显增加杨梅园植物多样性，提高土壤肥力，单果重、单株产量与商品果率均明显增加，且以半自然生草栽培的杨梅果实总糖、可溶性固形物含量最高。谷艳蓉等[22]指出，桃园生草后土壤有机质含量明显提升，果实含糖量、可溶性固形物增加6.8 %～18.8 %，单果质量提高2.8 %～5.4 %。本研究结果表明，生草和覆膜对酿酒葡萄果实品质、株产量和总产量的提升均有显著效果。其中覆膜对可溶性糖、总酚以及花色苷的提升效果最好；种植马齿苋对可溶性固形物、可滴定酸、还原性糖以及株产量和亩产量的提升效果最好；种植地锦草对百粒重、粒径和穗长提升效果最好，这与前人研究结果基本一致。生草和覆膜能够提升酿酒葡萄浆果品质及产量，一方面可能是改变果园土壤理化性状，提升土壤肥力，保证果树生长所需；另一方面可能是改变地上部果园气候微环境，降低果园地表气温，降低果实灼伤率，延长成熟期，从而增加浆果营养养分积累。

实施果园生草覆盖是生产绿色果品和无公害果品的重要技术措施，是提高土壤肥力、改善果品品质、减少农药残留和提高果实产量的有效途径。但是如何做到果树与草的合理管理是今后研究的主要方向。