限根栽培模式對‘夏黑’葡萄園土壤pH及養分含量的影響

胡禧熙，王迪，魯會玲，杜志強，顧鑫，高嬙

（1. 黑龍江省農業科學院大慶分院，黑龍江大慶 163316；2. 黑龍江省農業科學院園藝分院，黑龍江哈爾濱 150069）

大慶市位于黑龍江省西部，松嫩平原腹地。是我國土地鹽堿化比較嚴重的地區之一，屬于中國八大土地鹽漬區的東北半濕潤、半干旱草原、半草甸鹽漬區，鹽堿土地面積約占土地總面積的14.74%[1]。近年來，面對傳統農業限制，農民增收緩慢，大慶市按照“設施農業、綠色農業、觀光農業”的農業戰略調整政策，大力推動棚室經濟發展，在貧瘠的土地上走出一條綠色、生態的現代設施農業發展之路。2019年大慶的設施葡萄總面積達2667 hm2，被譽為“寒地提子之鄉”。但隨著栽培年限的延長，葡萄園土鹽堿的不斷加重，導致葡萄葉片黃化、果實發育不良，甚至植株死亡現象頻發，鹽堿危害問題威脅著大慶葡萄產業的健康可持續發展。

根域限制就是利用一些物理或生態的方法將果樹的根域控制在一定的容積范圍內。通過控制根系的生長來調節地上部的營養生長和生殖生長過程，從而調控植株整體生長發育的一種新型的栽培技術[2-3]。根域限制不僅應用于沿海灘涂，也在西北地區的戈壁荒灘和南方地區農業觀光方面得到廣泛應用[4-5]。根域限制栽培技術的優點包括：環境友好，增加施肥目的性和可控性，避免肥效延遲和養分流失；節水栽培，精確灌水；提高根域范圍的土壤結構和養分含量[6]。根域限制對果樹生長發育的各個環節都有一定影響[7]。果樹上眾多試驗表明，根域限制在控制地上部營養生長、提高果實品質等方面都取得良好的效果[8-9]。此外，目前根域限制對葡萄果實品質影響的報道較多，但根域限制對根域土壤養分的影響研究較少。

本試驗以解決鹽堿土壤危害問題為目標，自2018年起，開始了抗鹽堿限根栽培新模式的探究。通過探索各模式對葡萄生長及養分含量的影響，以期集成優良的抗鹽堿根域限制栽培技術，為解決鹽堿地的利用問題提供依據。

1 材料及方法

1.1 試驗地概況

試驗設在黑龍江省農業科學院大慶分院紅旗泡科研基地，位于東經125°13′31″，北緯46°40′1″。葡萄定植前對表層0～20 cm土壤取樣進行檢測，測定結果為：pH 8.09、堿解氮123.3 mg/kg、有效磷8.01 mg/kg、速效鉀144.67 mg/kg、有機質25.3 g/kg。

1.2 定植溝設計

設置溝長5 m、寬80 cm、深50 cm。挖土時心土與表土分別放置，統一采取（由下往上）按心土10 cm＋玉米秸稈10 cm＋牛糞10 cm＋表土20 cm回填，將土層混勻、灌水沉實后定植苗木。

1.3 試驗設計

供試品種：‘夏黑’。試驗以傳統不限根作對照（CK），設置5個不同限根模式，可分為3個全限根模式和2個半限根模式。

（1）溝四周鋪塑料布＋溝底鋪無紡布，簡稱“S＋W”；

（2）溝四周鋪限根器＋溝底鋪無紡布，簡稱“X＋W”；

（3）無紡布，簡稱“W”；

（4）溝四周鋪塑料布，溝底空，簡稱“S”；

（5）溝四周鋪限根器，溝底空，簡稱“X”模式。

每個處理設3次重復，共18個小區，每小區5株。定植后當年不進行根部追肥，其余均統一標準進行管理。每株選留1個壯梢作為主蔓直立引縛，副梢留1片葉絕后摘心，待新梢長到1.5 m左右時摘心定梢。若長勢較慢，摘心可延遲至7月30日。

1.4 試驗方法

1.4.1 取土方法

于2018年11月5日（葡萄埋土防寒之前）對每個處理的根際土壤進行取樣。在距主干20～30 cm的位置，先刮去1～2 cm的表層土，取深20 cm、寬10 cm、厚1～2 cm的土片，并將每個處理的15份土樣進行混合均勻，自然風干、磨碎、過篩后備用，對土壤pH、有機質、有效磷、堿解氮、速效鉀進行測定。

1.4.2 測定方法

土壤pH采用電位法測定；有機質含量采取重鉻酸鉀氧化-比色法測定；土壤堿解氮采用堿解-擴散法測定；土壤速效磷采用鉬藍比色法測定；土壤速效鉀采用火焰光度計法測定[10]。

2 結果與分析

2.1 不同根域限制栽培模式對葡萄生長的影響

經過一年壯苗管理，在落葉前對長勢進行調查。結果顯示，各處理葡萄長勢沒有明顯差異，鹽堿危害導致的缺鐵黃葉癥狀還未出現，葡萄長勢良好。冬季修剪的剪口粗度在0.6 cm以上的枝條，可預留高度1.4～1.7 m，來年均可進入結果期。

2.2 不同根域限制栽培模式對pH值的影響

表1結果表明，相比原始土壤pH8.09，定植葡萄一年后各處理土壤pH均顯著升高，有所增加，不限根模式（CK）pH最大8.46，5種限根栽培模式處于原始土壤與不限根土壤之間，說明限根模式在抑制土壤堿化方面具有明顯作用。5種限根模式相比較，W最大，S＋W＞S＞X＋W＞X。說明在抑制土壤堿化的效果方面，無紡布全限根效果最差，限根器半限根效果最好；同種材料下，半限根模式要明顯優于全限根，總體上采用限根器優于塑料布。

2.3 不同根域限制栽培模式土壤養分的影響

由表1可以看出，相比原始土壤有機磷含量（8.01 mg/kg），栽培‘夏黑’葡萄一年后各處理均顯著增加，其中X＋W最高（16.3 mg/kg），W最低（9.6 mg/kg）。有機質、堿解氮、速效鉀含量原始土壤含量顯著高于其他處理。總體上看，土壤有機質（除S模式外）、堿解氮、有效磷（除W模式外）、速效鉀含量5種限根模式均高于不限根模式（CK），采取根域限制栽培模式在抑制土壤養分流失方面具有明顯效果。

5種限根栽培模式對比，有機質含量X＋W＞X＞W＞S＋W＞S。在抑制土壤有機質流失方面，同等材料下，全限根模式效果優于半限根。總體上限根器效果最好、塑料最差。

堿解氮含量原始土壤最高，栽培葡萄一年后，土壤堿解氮含量均有不同程度降低，不限根模式（CK）降幅最大，說明限根栽培模式可明顯抑制堿解氮成分的流失，5種限根模式土壤堿解氮含量相比差距不大，均在70 mg/kg左右，其中S最高、S＋W最低。

有效磷含量原始土壤最低，5種限根模式對比，X＋W＞X＞S＋W＞S＞W。可以看出，在抑制土壤有效磷含量減少效果方面，限根器效果最好，塑料膜其次，無紡布最差。同等材料下，全限根優于半限根。

速效鉀含量原始土壤最高，種植葡萄一年后土壤速效鉀含量均有所降低，不限根（CK）模式降幅最大。5種限根模式相比，X＋W顯著高于其它處理，S＋W最低，X、W、S三者基本相同，差異不明顯。總體上采用限根器作為限根材料優于塑料及無紡布。

3 討論及結論

鹽堿地在世界上分布廣泛，土壤鹽堿化是干旱和半干旱地區以及濱海地區影響作物產量和品質的限制因素[11-14]。根據pH值劃分土壤堿度標準：中性pH6.5～7.5；堿性pH 7.5～8.5；強堿性pH8.5～9.5；極強堿性，pH＞9.5[15]。一般葡萄對土壤酸堿度的適應范圍pH為5.5～8.3，最適范圍為5.8～7.5[16]。種植‘夏黑’葡萄一年后根際土壤pH均有所升高，雖然樹體還未出現缺鐵黃化癥狀，但在幾乎沒有采取化學物質調控的情況下，土壤堿性增加的趨勢沒有改變，若不采取應對措施，葡萄鹽堿危害癥狀未來幾年將會出現。

分析土壤堿性加重原因：一方面是因為客土土壤自身的堿性特質，另一方面是因為灌溉所使用井水的弱堿性特質。葡萄全年灌溉次數在12次左右，反復的弱堿性水灌溉是導致土壤鹽堿化的重要原因之一。

表1 根域限制對土壤理化性質的影響Table 1 Effect of root restriction on soil physical and chemical properties

雖然從葡萄的長勢看，均未出現明顯的葉片黃化癥狀，肉眼還未見明顯的長勢差異，說明鹽堿的脅迫還未超過‘夏黑’葡萄的耐受范圍。但從土壤的pH及營養含量數據可以看出，根域限制栽培模式在緩解土壤堿化、抑制養分流失方面效果明顯，采用限根模式將葡萄定植在客土土壤的根域中，通過限根器、塑料膜、無紡布等隔離材料的使用可起到減少養分流失的作用，總體上使用限根器作為限根材料在抑制土壤堿化及減少養分流失方面明顯優于無紡布、塑料膜。

將客土土壤更換為優質土壤，采取根域限制措施隔離外部不良土壤，可避免葡萄生長受不良土壤的影響。隨著葡萄種植年限的延長，土壤堿化的趨勢雖然不可逆，但采取限根栽培措施可緩解土壤堿化程度，按照大慶地區葡萄常規管理發生鹽堿危害的年限推斷，葡萄鹽堿毒害的發生可以延長6～10年。若要徹底解決鹽堿危害問題，除了限根栽培模式的采用，還需要兼顧葡萄肥水調控技術及栽培模式的改進。

從當年的土壤養分含量判斷來看，總體上限根器材料的節肥效果較好，但因為葡萄栽培試驗時間短，長勢差異并不明顯，所以還不能判斷出哪種模式最佳，本課題組將繼續跟蹤不同限根栽培模式對葡萄生長及對土壤理化性質影響，對各模式的效果進行綜合分析和判斷。