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贺兰山东麓土壤特征及其与酿酒葡萄生长品质关系研究

王锐  
【摘要】:宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区土地资源、水热系数、光温优势明显,酿酒葡萄香气发育完全,色素形成好,糖含量高,酸度适中,病虫害轻,被国内外专家认定为世界最佳酿酒葡萄生态栽培地区之一。气候因素与优质酿酒葡萄品质关系的研究较多,但与葡萄品质形成关系密切的土壤因子尚不明确。通过大量采样研究和试验,全方位分析了贺兰山东麓酿酒葡萄产区土壤物理、化学和生物学性质,系统研究了土壤质量因子与酿酒葡萄生长发育、产量和品质形成的关系,建立了完善的土壤质量评价指标体系,旨在为贺兰山东麓酿酒葡萄产业可持续发展提供理论依据和实践指导。主要研究结果如下:1.通过对贺兰山东麓典型酿酒葡萄园不同土壤层次和种植年限的土壤物理指标进行分析发现:(1)贺兰山东麓土壤质地粗,砂粒含量50%以上,受冬季埋藤的影响,表层和次表层差异不显著,1 m左右洪积母质特征明显,土壤发育程度差。(2)土壤团聚体含量较少,随酿酒葡萄种植年限的增加,葡萄园土壤0.25 mm水稳性团聚体显著增加。(3)葡萄园土壤容重普遍偏大,平均达到1.39 g·cmP-3P以上,过大的容重抑制了根系的生长发育,长势受限。(4)土壤表层以通气孔隙和毛管孔隙为主,次表层以毛管孔隙为主,底层则以非活性孔隙和毛管孔隙为主,土壤通透性好,但水肥渗漏严重。(5)土壤底层田间持水量最高,表层饱和含水量最高,田间持水量变异系数较大,饱和含水量变异系数相对较小,土壤干湿转换快,保水性能差。(6)按照贺兰山东麓百万亩葡萄长廊分布区域划分,贺兰山沿山产区砂性较强,以砾质砂土为主,不利于酿酒葡萄根系发育;芦花台产区土壤过于粘重;黄羊滩和玉泉营产区土壤以淡灰钙土和风沙土为主,土壤物理结构不稳定;青铜峡和大武口产区以砂壤土为主,通气性较好;红寺堡产区以中壤为主,土壤持水能力强。2.贺兰山东麓酿酒葡萄园土壤化学指标空间变异显著,(1)酿酒葡萄园土壤p H变异较大,主要集中在8.11-9.21之间,多呈强碱性。(2)不同层次间全盐含量差异不显著,区域间变异较大,总体上含量较低,非限制因素。(3)土壤有机质普遍偏低,新定植葡萄园6 g kg-1,表聚性明显。(4)土壤碱解氮随土层深度的增加而递减,但水氮协同分布,差异不显著。(5)酿酒葡萄园土壤有效磷的含量普遍较高,但受表土施肥影响变异性较大,其含量随着土层的加深而显著降低。(6)受土壤母质和酿酒葡萄施肥方式影响,表层速效钾含量较高,随深度增加而降低。(7)贺兰山东麓土壤中微量元素处于低水平状态,除了有效钙、有效镁和有效铜以外都比较缺乏,强碱性环境加重了微量营养元素供应不足。3.不同种植区域和种植年限酿酒葡萄园土壤生物学指标研究表明,(1)随着定植年限的增加微生物代谢熵显著降低,葡萄的种植降低了微生物代谢过程中的能量利用效率,维持微生物活性需要消耗更多的碳源。2年生酿酒葡萄园土壤微生物呼吸消耗碳最高,土壤基础呼吸速率与有机碳的比率随着葡萄种植年限的增加而下降。(2)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均可用于表征石灰性瘠薄土壤的肥力水平。(3)土壤微生物量氮越高,对应的微生物量氮和全氮的比值非同步越高,2年葡萄园整体最高,5年生葡萄园随深度增加而减少,8年生葡萄园随深度增加而增加。(4)贺兰山东麓土壤微生物量磷含量在0.28-3.00 mg·kg-1之间,施肥导致土壤微生物量磷显著增加,酿酒葡萄定植年限越长,土壤微生物量磷含量越高,随着土壤深度的增加其含量随之降低。4.对贺兰山东麓土壤质量指标与酿酒葡萄生长及品质进行相关性分析表明,(1)土壤质地能显著影响酿酒葡萄的品质,砂粒含量越高,对应可溶性固形物、总酚和单宁含量越高,可滴定酸则越低。(2)土壤有机质与副梢发生数、可溶性固形物、花色苷和单宁呈显著正相关,与根量、根深和总酚呈极显著相关,但与果汁p H呈负相关。(3)土壤全氮和碱解氮与葡萄生长指标均呈正相关,其与百叶重、新梢长、副梢数和产量相关性均达到显著水平。磷素对酿酒葡萄百粒重、果穗重和鲜重均有明显影响,磷素能促进酿酒葡萄含糖量增加,降低总酸。速效钾与果汁p H呈负相关,与可滴定酸和总酚呈显著正相关。(4)土壤有效铁对新梢生长有明显促进作用;有效锌对副梢数有一定促进作用,与可溶性固形物呈显著正相关;有效锰与花色苷和总酚呈显著相关。(5)土壤通气性和排水性直接影响葡萄果粒大小和果穗松散度,果穗越松散,受光效果越好,花色苷越高,果粒越小,花色苷的累积越高。(6)土壤微生物及酶活性与酿酒葡萄品质形成因素相关性不大,微生物量C、N、P与可溶性固形物相关性较高。(7)土壤因素参与了酿酒葡萄浆果的酚类化合物合成,不同土壤类型下酿酒葡萄成熟度和品质差异显著。风沙土酿酒葡萄成熟期较早,果实糖分、果皮颜色物质含量较高,对葡萄芳香物质形成较好;灰钙土上葡萄成熟期适中,单宁适中,酸度偏低,对单宁和酚类物质形成较为适宜;灌淤土上葡萄成熟期较长,葡萄果实酸度含量较高。5.采用主成分分析法与灰色关联度分析方法构建了贺兰山东麓土壤物理、化学和生物学质量综合评价体系。从代表性、经济性、重现性、可操作性等多方面综合信息考虑,从33个指标中得到了一个能最大限度的代表所有候选土壤参数而又尽可能少的损失这些候选参数所包含的土壤质量信息的最小数据集,分别由物理质量指标中的质地、容重和田间持水量,化学质量指标中的有机质、速效钾、有效钙,生物学质量指标中的微生物区系总量共8项关键指标共同构成。这一综合评价指标体系能够有效反映贺兰山东麓酿酒葡萄园土壤自身质量优劣,也能充分反映土壤质量与酿酒葡萄产量品质的紧密关系,从而能够用于提高土壤质量,优化区域土地资源以及土地的持续利用,并有力促进贺兰山东麓酿酒葡萄优势产区酿酒葡萄产业的可持续发展。


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