生草覆蓋對釀酒葡萄園土壤養分及漿果品質的影響

龐群虎，王 競，孫 權，許 興，王 銳,2*

(1. 寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021；2. 寧夏葡萄與葡萄酒研究院，寧夏 銀川 750021)

【研究意義】寧夏賀蘭山東麓擁有釀酒葡萄生長栽培的獨特自然環境優勢，已形成區域化布局、規模化經營、專業化生產的現代葡萄產業發展模式，也逐漸成為當地群眾增收致富的主要渠道之一[1]。但寧夏賀蘭山東麓地區的生態條件相對比較脆弱，果園干旱貧瘠，以砂質堿性石灰性土壤為主，造成葡萄園氣候微環境較差，導致釀酒葡萄成熟過快、香氣物質累積不足、糖酸比不協調、酒品質下降。葡萄園生草是一種優良的可持續發展的果園土壤管理模式，現已廣泛用于世界上主要釀酒葡萄產區[2-4]。生草和覆蓋能改變土壤溫度、濕度、容重等物理性狀，進而影響土壤化學性質和微生物學性質的變化[5]。為進一步提升賀蘭山東麓釀酒葡萄產業效益與品質，改變傳統以清耕除草為主的耕作模式，充分利用果園生草技術，減少化肥使用量，提高釀酒葡萄品質，是發展高品質紅酒的優質選擇[6]。【前人研究進展】果園生草和覆蓋受地區、環境和草種的影響，對土壤理化性質及果實品質所表現出的結果各異。研究發現，南方橘園生白三葉草能顯著提升果園土壤養分，提升單果質量，改善果實品質[7]。李艷麗等[8]研究發現，梨園連續3年覆草顯著提高了土壤有機質和土壤速效養分含量，覆膜結合覆草處理能顯著提高土壤有機質、有效磷和速效鉀含量。李世清等[9]認為，在半干旱地區，覆膜能增加土壤呼吸和有機氮的礦化，因而顯著提升土壤剖面中氮素的累積。梨園多年種植黑麥草能夠明顯提升土壤全磷和速效養分，多年種植白三葉草能顯著提升土壤全氮和全鉀的含量[10]。劉術新等[11]指出，李園生白三葉草可提升果實總糖、可溶性固形物以及維生素C含量，同時降低果實總酸含量及硬度，提升果實風味。【本研究切入點】國內外對果園生草覆蓋技術研究較多，更多的也是積極意義。但由于各研究區域的差異性，生草覆蓋技術所表現的結果也有很大的不同，比如土壤、氣候、作物、覆蓋類型以及生草品種的差異，都對研究結果產生很大的影響。目前果園生草覆蓋的研究多集中在降雨條件較好的濕潤區，在干旱半干旱區的寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄上研究起步較晚。【擬解決的關鍵問題】本研究選擇寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄園，依據該地區氣候和環境特點，測定分析不同生草及覆蓋對賀蘭山東麓釀酒葡萄園土壤養分、品質以及產量的變化特征，以期為寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄園生草覆蓋技術以及釀酒葡萄園土壤管理提出合理化建議。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗區位于賀蘭山東麓沿山產區—寧夏銀川市志輝源石酒莊，平均海拔高度為1160 m，屬于典型大陸性季風氣候，年均降雨量200 mm，年均蒸發量1470 mm。酒莊土壤為壤質砂土，土壤類型為普通灰鈣土。該產區光照充足，全年日照時數在2851～3106 h，太陽總輻射量6100 MJ/m2，年平均氣溫8.9 ℃，無霜期180 d。試驗區地形平緩，地面坡度約為1 %。

1.2 試驗設計

該試驗在賀蘭山沿山產區葡萄園(志輝源石酒莊)進行，選用5年生的赤霞珠，南北行向。采用單因素隨機區組設計，分別設覆膜(黑膜)處理、馬齒莧草處理和地錦草處理，以清耕處理(CK)為對照。計4個處理，重復3次，各小區面積為125 m2(25 m×5 m)，果樹40～43株(株行距0.6 m×5 m)，試驗地總面積為1500 m2，統一田間管理。

試驗于釀酒葡萄出土10 d后(5月初)開始，生草方式為行內生草(葡萄樹左右各40 cm)，播種方式為人工撒播，播種深度約為1～2.5 cm，馬齒莧和地錦草每公頃播種量為12和18.5 kg；覆膜方式為行內覆膜(葡萄樹左右各40 cm)，膜寬度為40 cm，厚度為0.008 mm。每處理之間留有過度行。

1.3 樣品采集及測定方法

土壤樣品于10月初(果實成熟期)采集，每小區隨機標注五個點，用土鉆分別采取0～20、20～40和40～60 cm土層的土壤并混勻作為一個土樣，剔除石礫和植物殘根等雜物。帶回實驗室后，將土樣自然分干、磨細,分別過0.25及1 mm篩用于土壤化學性質的測定。所有土樣均編號并保存于自封袋內備用。

每個處理隨機選取樹相一致、生長均勻的果樹5株并標注，共標記20株果樹。成熟后從每處理每重復標記樹上隨機采摘3串果實置于自封袋，帶回實驗室測定果型及品質。在每個處理下隨機采取10株的果實，計算其單株的平均產量，然后根據小區總株數×單株產量得到其理論產量。

1.3.1 土壤化學性質的測定 堿解氮采用堿解擴散法測定；有效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用1 mol·L-1NH4Ac浸提-火焰光度法測定；有機質采用重鉻酸鉀容量法外加-硫酸亞鐵滴定法測定；全氮采用硫酸消煮-凱式定氮法測定；全磷采用HClO4-H2SO4消煮鉬銻抗法比色法測定[12]。

1.3.2 果實品質的測定 葡萄收獲時，隨機采集各處理同一部位具有代表性果穗，選取適量果粒用攪拌機打成勻漿測定品質。可溶性固形物含量用手持糖量計測定；可滴定酸用NaOH滴定法測定；可溶性糖用蒽酮法測定；還原性糖用3,5-二硝基水楊酸法測定；單寧、花色苷、總酚測定前則先將葡萄粒在液氮中速凍后保存，單寧用福林-丹尼斯法測定；花色苷用pH示差法測定；總酚用福林-肖卡法測定[13]。

2 結果與分析

2.1 生草覆蓋對釀酒葡萄園土壤養分的影響

表1可知，生草和覆膜均能有效提升釀酒葡萄園0～20 cm土層堿解氮、有效磷和速效鉀含量。覆膜處理對0～60 cm土層堿解氮含量提升效果最為顯著，較清耕處理分別提升46.76 %、35.38 %和30.21 %，其中對0～40 cm土層堿解氮含量提升效果最為明顯。馬齒莧處理20～60 cm土層和地錦草處理40～60 cm土層較清耕處理均有下降趨勢，且均達顯著性差異。各處理對提升0～40 cm土層有效磷含量均有明顯效果，其中覆膜和馬齒莧處理較清耕均達顯著性差異，地錦草與清耕處理差異不顯著。覆膜處理對0～20和40～60 cm土層有效磷提升效果最好，分別較清耕處理提升55.92 %和68.80 %；馬齒莧處理對20～40 cm土層有效磷提升效果最好，較清耕處理提升69.02 %。生草和覆膜對提升0～60 cm土層速效鉀含量均有顯著效果，其中，馬齒莧對0～20 cm土層速效鉀含量提升效果最好，較清耕提升58.07 %；覆膜對20～40 cm土層速效鉀含量提升效果最好，較清耕提升30.61 %；地錦草和馬齒莧對40～60 cm土層速效鉀含量提升效果最好，分別較清耕提升30.25 %和26.06 %。表明，生草和覆膜均能顯著提升釀酒葡萄園土壤速效養分含量。其中，覆膜對堿解氮和有效磷提升效果最好；馬齒莧對速效鉀提升效果最好。

生草和覆膜處理下釀酒葡萄園0～20 cm土層有機質和全氮含量較清耕處理均有明顯增加。生草和覆膜對0～20 cm土層有機質含量提升效果明顯，各處理間均達到顯著或極顯著水平，其中以馬齒莧處理提升效果最好，較清耕和地錦草處理分別提升34.03 %和25.91 %。馬齒莧處理20～40和40～60 cm土層有機質含量與清耕處理相比均有下降趨勢，但其他處理與清耕相比均有上升趨勢，且達顯著或極顯著水平。各處理對0～20 cm土層全氮含量提升效果明顯，與清耕相比均達到顯著或極顯著水平，各處理以馬齒莧提升效果最好，較清耕提升70.45 %；覆膜和地錦草之間差異不顯著，但與清耕相比均達顯著性水平，且較清耕分別提升38.64 %和31.82 %；20～40 cm土層除覆膜外，全氮含量均有下降趨勢，且以馬齒莧處理最低；40～60 cm土層全氮含量除馬齒莧外(與清耕相比無顯著性差異)均高于清耕，且達顯著或極顯著水平。果園0～20 cm土層全磷含量除地錦草有所降低外，其他各處理間均為明顯變化；20～40 cm土層全磷含量除覆膜外均有下降趨勢，且以馬齒莧最低，較清耕降低22.22 %，清耕和地錦草之間差異不顯著；覆膜和地錦草處理對40～60 cm土層全磷含量均有顯著提升的效果，較清耕分別提升32.65 %和4.08 %，馬齒莧與清耕之間無顯著性差異。表明，生草和覆膜能有效提高土壤有機質和全氮含量，但對全磷含量影響較小。

表1 生草覆蓋對釀酒葡萄園土壤養分的影響

注：數據為均值加減標準誤，同列不同小寫英文字母表示在0.05水平上差異顯著，下同。

表2 生草覆蓋對釀酒葡萄果實品質的影響

表3 生草覆蓋對釀酒葡萄果型及產量的影響

2.2 生草覆蓋對釀酒葡萄果實品質的影響

表2可知，生草和覆膜均能有效提升釀酒葡萄果實中可溶性固形物含量，其中以馬齒莧處理最高，清耕(CK)處理最低，且處理間均達到顯著水平。馬齒莧處理可溶性固形物含量較清耕、地錦草和覆膜處理分別提升21.22 %、13.08 %和5.81 %。可滴定酸含量以馬齒莧處理最高，覆膜處理最低，清耕處理與覆膜處理差異不顯著。馬齒莧處理可滴定酸含量較覆膜、清耕和地錦草處理分別提升71.67 %、65.38 %和43.72 %。各處理可溶性糖含量與清耕處理相比較，除覆膜處理以外均有下降趨勢，且地錦草處理下降趨勢最為明顯，較清耕降低30.32 %。但覆膜處理對可溶性糖含量提升效果最顯著，較清耕、馬齒莧和地錦草處理分別提升14.12 %、26.96 %和63.78 %。各處理均能提升還原性糖含量，以馬齒莧和覆膜處理效果最好，較清耕分別提升25.08 %和23.56 %，且二者均達極顯著水平。單寧含量以清耕處理最高，馬齒莧處理最低，且清耕、覆膜和地錦草處理之間無顯著性差異。總酚含量除覆膜處理以外，其他各處理均低于清耕處理，但差異不顯著。覆膜處理總酚含量最高，與其他處理相比均達到顯著水平，且較清耕、馬齒莧和地錦草處理分別提升65.45 %、98.99 %和149.58 %。各處理花色苷含量均高于清耕處理，且達顯著或極顯著水平。其中覆膜處理最高，較清耕提升59.05 %，馬齒莧和地錦草處理較清耕分別提升17.67 %和43.53 %。表明，生草和覆膜對于釀酒葡萄果實品質的提升均有顯著效果。其中覆膜對可溶性糖、總酚以及花色苷的提升效果最好；馬齒莧對可溶性固形物、可滴定酸和還原性糖的提升效果最好。

2.3 生草覆蓋對釀酒葡萄果型及產量的影響

表3可知，地錦草處理對釀酒葡萄百粒重的提升效果最為顯著，與清耕、馬齒莧以及覆膜處理相比均達顯著或極顯著水平。其中，清耕和馬齒莧處理差異不顯著，馬齒莧和覆膜處理差異不顯著。地錦草處理百粒重較清耕、馬齒莧和覆膜分別提升：9.24 %、14.02 %和19.45 %。釀酒葡萄粒徑以地錦草處理最高，覆膜處理最低，但各處理間差異均不顯著。穗長以地錦草處理最高，馬齒莧處理最低。地錦草和清耕處理以及覆膜和馬齒莧處理之間差異不顯著，但地錦草和清耕處理與覆膜和馬齒莧處理相比均達顯著性差異。各處理間釀酒葡萄株產量和總產量均達顯著或極顯著水平，其中馬齒莧處理最高，清耕處理最低，較清耕分別提升12.80 %和12.22 %。其次是地錦草處理，較清耕處理分別提升8.80 %和8.78 %。表明，生草和覆膜均能提升釀酒葡萄株產量和總產量，其中以馬齒莧提升效果最好。釀酒葡萄園種植地錦草對百粒重、粒徑和穗長提升效果最好。

3 討 論

生草和覆膜能夠使土壤養分含量發生改變主要是由于生草和覆膜對于土壤水分和溫度的調節、理化性狀的改變以及生草植株在土壤中的積累和降解，從而改變土壤中礦質養分含量的變化[14-19]。李尚瑋等[20]研究發現，不同草種對蘋果園土壤氮磷鉀含量的影響不同，白三葉草能顯著提高土壤全氮、速效氮、硝態氮、銨態氮和有機質的含量，高羊茅顯著增加了全磷、全鉀和速效鉀的含量，而自然生草對提高速效磷含量的效果最好。李艷麗等[8]認為，果園連續3年覆草可顯著提高土壤速效養分和有機質含量，覆膜結合覆草處理能顯著提升土壤有機質、有效磷和速效鉀含量。本研究結果表示，生草和覆膜均能顯著提升釀酒葡萄園土壤有機質、全氮以及速效養分含量，但對全磷含量影響較小。其中，覆膜對堿解氮和有效磷提升效果最好；馬齒莧對速效鉀和全氮提升效果最好，這與前人研究結果大體一致。覆膜之所以能夠提升土壤養分含量，是由于覆膜能提升土壤溫度，同時又能抑制水分蒸發，增加土壤的含水量，使土壤養分礦化加快，從而提升土壤中速效養分含量。因而，釀酒葡萄園生草和覆膜均能提升土壤養分含量。

紅酒品質的好壞直接取決于釀酒葡萄品質的好壞。近年來，綠色和健康為人們所倡導，因而對釀酒葡萄品質的提升也是大勢所趨。梁森苗等[21]指出，自然生草可明顯增加楊梅園植物多樣性，提高土壤肥力，單果重、單株產量與商品果率均明顯增加，且以半自然生草栽培的楊梅果實總糖、可溶性固形物含量最高。谷艷蓉等[22]指出，桃園生草后土壤有機質含量明顯提升，果實含糖量、可溶性固形物增加6.8 %～18.8 %，單果質量提高2.8 %～5.4 %。本研究結果表明，生草和覆膜對釀酒葡萄果實品質、株產量和總產量的提升均有顯著效果。其中覆膜對可溶性糖、總酚以及花色苷的提升效果最好；種植馬齒莧對可溶性固形物、可滴定酸、還原性糖以及株產量和畝產量的提升效果最好；種植地錦草對百粒重、粒徑和穗長提升效果最好，這與前人研究結果基本一致。生草和覆膜能夠提升釀酒葡萄漿果品質及產量，一方面可能是改變果園土壤理化性狀，提升土壤肥力，保證果樹生長所需；另一方面可能是改變地上部果園氣候微環境，降低果園地表氣溫，降低果實灼傷率，延長成熟期，從而增加漿果營養養分積累。

實施果園生草覆蓋是生產綠色果品和無公害果品的重要技術措施，是提高土壤肥力、改善果品品質、減少農藥殘留和提高果實產量的有效途徑。但是如何做到果樹與草的合理管理是今后研究的主要方向。

4 結 論

生草和覆膜均能顯著提升釀酒葡萄園土壤有機質、全氮以及速效養分含量，其中對0～20 cm土層養分含量提升效果最為顯著，但對全磷含量影響較小。其中，覆膜對堿解氮和有效磷提升效果最好；馬齒莧對速效鉀和全氮提升效果最好。

生草和覆膜對釀酒葡萄果實品質以及單株產量的提升均有顯著效果。其中覆膜和種植馬齒莧對漿果品質提升效果最好；種植地錦草對果型提升效果最好。因此，生草和覆膜在寧夏賀蘭山東麓干旱半干旱釀酒葡萄園區可廣泛應用。