山地土壤養分與釀酒葡萄品質的分析

蔣 寶，張振文

（1渭南職業技術學院，渭南 714026；2西北農林科技大學葡萄酒學院，楊凌 712100）

山地土壤養分與釀酒葡萄品質的分析

蔣 寶1，張振文2

（1渭南職業技術學院，渭南 714026；2西北農林科技大學葡萄酒學院，楊凌 712100）

為了進一步提高山西省鄉寧地區山地釀酒葡萄的產量和品質，運用理化和光譜法對位于不同地形條件下的葡萄園土壤養分及果實品質進行了研究。結果表明：各葡萄園土壤pH均在8.0以上，屬于堿性土壤；不同的地形條件對山地葡萄園土壤中的大量元素和微量元素含量有不同程度的影響；各地形條件下的果實糖酸比值超過20，成熟度良好；谷地‘赤霞珠’和平地‘品麗珠’果實多酚物質的含量更高，不同地形下果實中總類黃酮、總花色苷含量的變化趨勢因品種而異；土壤的有機質、全N、速效P、速效K、速效Cu、速效Fe、交換性Ca及交換性Mg含量均與果實酚類物質含量存在顯著的相關性，尤其是土壤的全N含量與果實花色苷含量存在極顯著的相關性。山地葡萄園需要根據土壤中營養元素的豐缺程度、合理的營養元素配比及各元素與果實品質的相關性進行有針對性的施肥。

山地；土壤養分；釀酒葡萄；品質

土壤是果樹種植的先決條件，而土壤的養分狀況又是影響葡萄生長發育最重要的因素之一。除葡萄品種外，土壤養分是僅次于氣候條件對果實品質起重要作用的因素。適宜的土壤通常能滿足果樹對水、肥、氣、熱的需要，進而提高果實的產量和品質。作為葡萄酒的釀造原料，釀酒葡萄果實的品質決定相應葡萄酒質量的高低。與釀酒葡萄果實品質相關的參數主要有總糖、總酸、pH及多酚類物質等，這些物質的含量和彼此間的平衡關系決定了最終果實原料的品質。影響葡萄生長的環境因素包括氣候和土壤。氣候特點相一致的情況下，葡萄園的海拔、地形及土壤的養分等因素能影響葡萄果實的品質［1-2］。侍朋寶等［3］研究結果表明：土壤中較高的K、交換性Ca和交換性Mg含量有利于提高葡萄果實的總酚和單寧含量；土壤中富含P、Ca有助于葡萄果實中花色苷物質的形成；富含有機質的土壤中葡萄果實著色較深，單寧含量也較高［4］。

山西省鄉寧縣位于晉西黃土高原，該地區光照充足、降雨適中、晝夜溫差大，是發展釀酒葡萄的優生區。但該地區多以山地為主，關于葡萄園土壤養分和果實品質方面的研究仍處于空白。為此，本試驗對鄉寧地區不同葡萄園‘赤霞珠’和‘品麗珠’葡萄果實的品質及相應土壤的養分情況進行研究，以期為該地區山地葡萄園的栽培管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）和‘品麗珠’（Cabernet Franc），根據果實糖酸比確定其采摘期。‘赤霞珠’果實分別采自鄉寧縣大石頭村（谷地）、東敖村（低坡）和馱腰坡村（高坡）；‘品麗珠’果實分別采自鄉寧縣內陽村（平地）、馱腰坡村（低坡）和平塬村（高坡），并在上述各葡萄園采集土壤樣本。試驗葡萄園為多主蔓扇形整枝，株行距為1.0×2.5 m，各試驗點栽培管理措施相同，用GPS測定各試驗點的海拔。

1.2 儀器與試劑

UV-1800型紫外可見分光光度計（日本，島津公司）；Eppendorf 5804R型低溫冷凍離心機（德國，Eppendorf公司）；AUW220D型電子天平（日本，島津公司）；PB-10型pH計（德國，Sartorius公司）；電感耦合等離子體（ICP）（美國，瓦里安公司）；原子熒光光譜儀（AFS）（上海杰韋弗公司）。

甲醇、乙醇、鹽酸均為分析純（天津市博迪化工有限公司）；亞硝酸鉀、三氯化鋁、碳酸鈉均為分析純（上海國藥化學試劑公司）；沒食子酸和兒茶素均為色譜純（美國，Sigma-Aldrich公司）。

1.3 方法

1.3.1 土壤樣本的采集與處理

按照隨機、等量及多點混合的原則在上述5個采樣葡萄園進行S形布點采集土樣。依據S形在每個采樣葡萄園內選取8個采樣點，然后用土鉆分別在各采樣點取0—60 cm土層土樣，并將同一葡萄園內8個采樣點的土樣均勻混合，迅速帶回實驗室。除去土樣中小石塊、植物殘體和根系、并風干、研磨和過篩后用于土樣養分的測定［5］。

1.3.2 土壤樣本的分析內容與方法

有機質：重鉻酸鉀容量法；pH：酸度計法；全N：重鉻酸鉀-硫酸消化法；全P：高氯酸-硫酸酸溶-鉬銻抗比色法；全K：高氯酸-氫氟酸消解火焰光度法；速效N：氯化鈉浸提，快速蒸餾法測定；速效P：鉬銻抗比色法；速效K：醋酸銨提取法；速效性Cu、Fe、Mn、Zn：二乙烯三胺五乙酸（DTPA）提取，等離子發射光譜法（ICP）測定；有效B：沸水提取，等離子發射光譜法（ICP）測定；交換性Ca、Mg：醋酸銨提取，等離子發射光譜法（ICP）測定［6-7］。

1.3.3 葡萄的采集與提取液制備

采用S形取樣法確定30株葡萄，在每株葡萄的上、中、下部各取一穗葡萄（并兼顧陰面和陽面果），再在每穗的上、中、下部各取一粒漿果，每個采樣葡萄園按照上述方法各采集2份果實樣品，每份樣品為270粒漿果，迅速帶回實驗室置于－40℃超低溫冰箱中用于果實指標的測定和分析。每個采樣葡萄園的2份樣品，一份樣品直接破碎取汁，用于果實總糖、總酸和pH的測定；另一份樣品用液氮冷凍后研磨成粉末，再用酸化甲醇［V（體積分數60%甲醇）：V（鹽酸）＝100：0.1］重復提取3次，所有試驗步驟均在避光條件下進行，提取液置于－40℃超低溫冰箱中用于酚類物質含量的測定［8］。

1.3.4 葡萄的品質分析內容與方法

總糖（以葡萄糖計）：斐林試劑滴定法［9］；總酸（以酒石酸計）：指示劑法（國際法）［9］；、pH：酸度計法［9］；總酚（以沒食子酸計）：福林肖卡試劑法［9］；總類黃酮（以兒茶素計）：NaNO2-AlCl3法［10］；總花色苷以二甲花翠素-3-葡萄糖苷計）：pH示差法［11］。

1.4 數據分析

統計分析軟件為SPSS 16.0，采用LSD法進行顯著性分析（P＜0.05），選用雙尾Pearson法進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 山地葡萄園土壤的肥力狀況

位于不同地形條件下的‘赤霞珠’和‘品麗珠’葡萄園土壤養分的含量如表1和表2所示。

表1 不同地形葡萄園土壤pH及養分狀況Table 1 pH and nutrition content of different test site soils

表2 不同地形葡萄園土壤養分狀況Table 2 Nutrition content of different test site soils mg·kg－1

2.1.1 土壤的大量元素含量

葡萄園土壤的有機質含量在6.80—9.50 mg/kg，‘赤霞珠’和‘品麗珠’葡萄園土壤中有機質含量的平均值分別為7.80 g/kg和8.43 g/kg。其中谷地‘赤霞珠’土壤有機質含量比坡地低22%，而‘品麗珠’則是平地葡萄園土壤比坡地含量高17%。葡萄園土壤的pH為8.17—8.24，均屬堿性土壤，且不同地形葡萄園土壤的pH相差不大。

不同地形條件下的‘赤霞珠’和‘品麗珠’葡萄園土壤的全N含量分別在0.038%—0.044%和0039%—0.059%，屬較低水平［12］。其中，‘赤霞珠’葡萄園土壤的全N含量隨海拔上升呈增加趨勢，但整體相差不大；‘品麗珠’葡萄園土壤的全N含量表現為：低坡含量顯著地低于其他2個地形下的葡萄園。對于‘赤霞珠’葡萄園而言，高坡條件下土壤速效N含量最低，僅為11.40 mg/kg，顯著地低于其他2個葡萄園含量；‘品麗珠’葡萄園土壤速效N含量在9.62—13.21 mg/kg，隨葡萄園海拔上升含量呈顯著地下降趨勢。各葡萄園土壤全P含量在0.068%—0.098%，高坡‘赤霞珠’土壤的含量最高，達到0.098%，顯著地高于其他2種地形；‘品麗珠’土壤的全P含量依次為：低坡＞平地＞高坡，且彼此間差異顯著。‘赤霞珠’葡萄園土壤速效P含量在1.72—8.90mg/kg，其中低坡含量達到8.90mg/kg，含量是谷地的5.2倍；相比之下，‘品麗珠’葡萄園土壤的速效P含量相差不大，其均值為5.04 mg/kg。葡萄園全K含量變化范圍不大，在2.032%—2.332%，隨著海拔的上升，2個品種葡萄園土壤的全K含量均呈下降趨勢。對于‘赤霞珠’葡萄園而言，土壤速效K含量為高坡最低，僅為87.12 mg/kg，而低坡含量最高，達到111.71 mg/kg；3個‘品麗珠’葡萄園土壤的速效K含量相差不大，均值為91.78 mg/kg。

2.1.2 土壤的微量元素含量

各葡萄園土壤中速效Cu、速效Fe含量分別在0.884—1.169 mg/kg和4.587—9.915 mg/kg。隨著海拔的上升，2個品種葡萄園土壤的速效Cu、速效Fe含量均呈遞增趨勢，但相比速效Fe，土壤中速效Cu含量的增幅相對較小。土壤中速效Mn含量為坡地‘赤霞珠’和低坡‘品麗珠’含量分別最低，其他葡萄園土壤的速效Mn相差不大，平均含量為29.356 mg/kg。‘赤霞珠’葡萄園土壤的速效Zn含量隨海拔的上升呈增加趨勢，尤其是低坡地形，其含量達到0.710 mg/kg；‘品麗珠’葡萄園土壤的速效Zn含量隨海拔上升呈先降后升的趨勢，即低坡地形含量最低，僅為0.306 mg/kg，其他2種地形的含量分別為0.523 mg/kg、0555 mg/kg。土壤有效B含量在0.466—0.627 mg/kg，均值為0.540 mg/kg，各葡萄園含量相差不大。

‘赤霞珠’和‘品麗珠’葡萄園中土壤的交換性Ca含量分別在3 462.2—4 077.5 mg/kg和3 611.6—3 987.4 mg/kg。谷地和平地地形下土壤的交換性Ca含量分別最低，而坡地‘赤霞珠’和坡地‘品麗珠’葡萄園土壤的交換性Ca含量均較高，均值分別為4 032.45和3 922.55 mg/kg。’赤霞珠’葡萄園土壤的交換性Mg含量在93.7—255.3 mg/kg，均值為166.27 mg/kg，隨著海拔的上升，含量呈遞減趨勢，谷地比高坡地形的含量高出63.30%；相比‘赤霞珠’葡萄園，3個‘品麗珠’葡萄園土壤中交換性Mg含量明顯較低，其范圍在66.3—93.7 mg/kg，均值僅為77.97 mg/kg，比‘赤霞珠’葡萄園低53.11%。

2.2 山地酒葡萄的品質表現

從2個品種的葡萄果實品質分析的結果（表3）可以看出，3種地形條件下‘赤霞珠’和‘品麗珠’果實的總糖含量均接近或超過200 g/L，糖酸比值超過20，其中谷地‘赤霞珠’和平地‘品麗珠’果實的總糖含量略高，果實的成熟狀況良好。

表3 不同地形葡萄果實品質的比較Table 3 Comparison of grape berries quality in different terrains

‘赤霞珠’和‘品麗珠’果實的總酚含量分別在3 298.0—3 531.1 mg/kg和2 306.2—2 403.3 mg/kg，且2個品種在低坡條件下它們的總酚含量要高于其他2種地形，但差異并不顯著。此外，研究還發現，‘赤霞珠’果實總酚含量要遠高于‘品麗珠’果實。‘赤霞珠’和‘品麗珠’果實總類黃酮含量分別在1 809.5—2 863.9 mg/kg和1 310.5—1 770.5 mg/kg。對于‘赤霞珠’果實而言，隨著葡萄園海拔的上升，其果實總類黃酮含量呈顯著地下降趨勢，谷地比高坡地形的含量高36.82%；對于‘品麗珠’果實而言，低坡地形下含量較低，平地和高坡條件下其含量基本相同。‘赤霞珠’和‘品麗珠’果實總花色苷含量分別在807.6—1116.0 mg/kg和1 061.0—1 503.4 mg/kg，其中坡地‘赤霞珠’果實的含量不同程度地高于谷地條件，其含量均值高于谷地19.74%；而‘品麗珠’果實則是谷地含量明顯高于2種坡地條件，谷地高于坡地約2169%，此研究結果表明，不同地形條件下果實中總類黃酮、總花色苷含量的變化趨勢因品種而異。

2.3 果實品質與土壤營養元素的關系

經相關性分析（表4）可知，土壤速效P和交換性Ca含量與果實總糖含量呈負相關趨勢，且均已達到顯著水平；土壤速效K和交換性Mg含量與果實總類黃酮含量呈顯著性正相關，說明這2種營養元素有助于提高果實中總類黃酮的含量；而土壤速效Cu和速效Fe含量與果實總類黃酮含量則表現出負相關性，并達到顯著水平。土壤的有機質和全N含量均與果實總花色苷含量呈顯著的正相關性，尤其是全N含量與總花色苷的相關性達到極顯著，說明土壤的全N和有機質含量對于提高葡萄果皮色澤具有重要的意義。

表4 土壤營養狀況與葡萄果實品質之間的相關系數Table 4 Correlation coefficient between soil nutrient status and grape berries quality

3 結論與討論

釀酒葡萄果實的總糖、總酸、多酚及花色苷等物質的含量是衡量葡萄品質優劣的重要參數。其中果實含糖量是決定上述參數的基礎，也是釀酒葡萄最重要的品質因子，它不僅決定相應葡萄酒的酒度，而且也是果皮中色素和風味物質代謝合成的基礎。果實中的花色苷、總類黃酮等酚類物質，是葡萄酒骨架的重要組成，決定著相應葡萄酒的收斂性、澀味、色澤及抗氧化活性等。本試驗對鄉寧地區不同地形下的葡萄果實品質與土壤養分的關系進行了研究，其中相關性的研究結果與王秀琴等［4］關于豐富的土壤有機質含量有助于增強葡萄果實著色的研究結果相一致，但與侍朋寶等［13］關于土壤有效Mn含量與葡萄果實總糖含量呈顯著性負相關的研究結果存在差異，這可能與當地的小氣候特征、品種及采收年份等因素有關。不同地形下‘赤霞珠’和‘品麗珠’果皮總花色苷含量差異較大，高海拔葡萄園的低溫和強光相互作用，影響著葡萄果皮中花色苷的積累。此外，海拔對果實品質的影響主要是相關氣候因子間接地綜合作用的結果，以溫度、光強、紫外線輻射及晝夜溫差等的影響最為顯著。氣候和土壤是影響葡萄品質的主要環境因子。但是對于同一個地區，氣候（溫度、光照、降雨量等）條件相差不大，并且農戶種植葡萄的田間管理方法也一致的情況下，土壤施肥水平就是影響葡萄果實品質的重要因子。適當的土壤肥力和合理的土壤營養元素配比是確保葡萄果實產量和品質的關鍵因素。

綜上所述，不同地形條件對山地葡萄園土壤中的大量元素和微量元素含量有不同程度的影響，但各地形下果實糖酸比均超過20，葡萄獲得了較好的成熟度；谷地‘赤霞珠’和平地‘品麗珠’果實多酚物質的含量更高，不同地形下果實中總類黃酮、總花色苷含量的變化趨勢因品種而異；土壤中的全N、速效P、速效K、速效Cu、速效Fe、交換性Ca和交換性Mg含量與葡萄果實酚類物質含量存在顯著的相關性，尤其是土壤的全N含量與果實總花色苷存在極顯著的相關性。所以為了提高山地葡萄園的施肥效果，需要根據山地葡萄園土壤中營養元素的豐缺程度、合理的營養元素配比及各元素與果實品質的相關性進行有針對性的施肥。

［1］FEDERICO JB，RODRIGO A，JOSE B，et al.High-altitude solar UV-B and abscisic acid sprays increase grape berry antioxidant capacity［J］.Am JEnol Viticult，2015，66（1）：65-72.

［2］JIANG B，ZHANG ZW.Comparisonon phenolic compounds and antioxidant properties of Cabernet Sauvignon and Merlot wines from four wine grape-growing region in China［J］.Molecules，2012，17：8804-8821.

［3］侍朋寶，陳海菊，張振文.山地釀酒葡萄園土壤理化性質分析［J］.土壤，2009，41（3）：495-499.

［4］王秀琴，陳小波，戰吉成，等.生態因素對釀酒葡萄和葡萄酒品質的影響［J］.食品科學，2006，27（12）：791-797.

［5］李酉開.土壤農業化學常規分析方法［M］.北京：科學出版社，1983：67-72.

［6］張行峰.實用農化分析［M］.北京：化學工業出版社，2005：126-135.

［7］中科院南京土壤研究所.土壤理化分析［M］.上海：上海科學技術出版社，1978：62-88.

［8］蔣寶，羅美娟，張振文.黃土高原地區釀酒葡萄果實多酚物質及抗氧化活性分析［J］.食品與發酵工業，2014，40（3）：163-168.

［9］王華.葡萄與葡萄酒實驗技術操作規范［M］.西安：西安地圖出版社，1999：25-37.

［10］KIM D O，CHUN O K，KIM Y J，et al.Quantification of polyphenolics and their antioxidant capacity in fresh plums［J］.JAgri Food Chem，2003，51（22）：6509-6515.

［11］ORAK H H.Total antioxidant activities，phenolics，anthocyanins，polyphenol oxidase activities of selected red grape cultivars and their correlations［J］.Scien Horti，2007，111（3）：235-241.

［12］史瑞和，鮑士旦，勞家棟，等.土壤農化分析［M］.北京：農業出版社，1986，121-125.

［13］侍朋寶，陳海菊，張振文.山地釀酒葡萄園土壤養分與葡萄品質的關系［J］.中外葡萄與葡萄酒，2007，30（3）：15-18.

（責任編輯：張睿）

Analysis on hillside soil nutrition and w ine-grape berries quality

JIANG Bao1，ZHANG Zhen-wen2
（1Weinan Vocational＆Technical College，Weinan 714026，China；2Enology of College，Northwest A＆F University，Yangling 712100，China）

In order to further improve the yield and quality ofmountainouswine-grape berries，experiments were carried outwith different grapery soil nutrition and berry qualities from Xiangning region of Shanxi province by physico-chemical and spectrum analysis.The results showed that soil pH were more than 8.0，belonging to alkaline soil；the terrain conditions with different degree could affect the macronutrients and micronutrients in soils；the sugar acid ratio of all grape berriesweremore than 20，beingwith better ripeness；compared with grape berries from slope land，the phenolic contents in valley and flat land vineyard were higher，so different terrain conditions had certain effect on the phenolic contents of grape berries，but the influence was inconsistent with different grape varieties；soil organic materials，total N，available P，available K，available Cu，available Fe，exchangeable Ca and exchangeable Mg contents were remarkable correlation with phenolic content of grape berries，especially for total N and total anthocyanin，both correlation was very significant.The rational fertilization techniques in mountain region should be on the basis of plentiful-lack index in soil nutrition and proper nutrition ratios，and of their correlations between soil nutrition index and berries quality indices.

Mountain land；Soil nutrient；Wine-grape；Quality

S663.1

：A

1000-3924（2017）02-058-05

10.15955j.issn1000-3924.2017.02.11

2016-06-22

陜西省科技發展研究計劃項目（2015KJXX-98）；國家葡萄產業技術體系（CARS-30-zp-09）；渭南市科技發展計劃項目（2015KYJ-4-3）

蔣寶（1981—），男，博士，副教授，主要從事葡萄栽培與葡萄酒釀造方面的研究與示范。E-mail：treebaojiang＠163.com，Tel：0913-3033271

張振文（1960—），男，碩士，教授，主要從事釀酒葡萄栽培與葡萄酒方面的研究工作。E-mail：605784781＠qq.com