不同年份赤霞珠葡萄根系分布研究

繆成鵬，白春艷，魏如騰，孫海東

（山西戎子酒莊有限公司，山西鄉寧042100）

葡萄（V.vitisL.）屬于葡萄屬落葉藤本植物，植株由地上部和地下部構成。根是植株的地下部，固定并支撐整個植株，同時保證葡萄的水分和營養元素的吸收[1-3]。葡萄實生根系通常由主根、側根和須根組成。葡萄可形成4～5級側根。吸收根較細，主要功能是從土壤中吸收水分和礦物質，并將其轉化為有機物[4-5]。植物根系賴以生存的土壤環境及肥、水、熱、氣、微生物等生態因子構成了根土系統。受各種因素的影響，根系在土壤中垂直方向和水平方向呈現出一定的分布特征[6]。

眾所周知，氣候和土壤等因素及栽培管理技術共同決定了釀酒葡萄的品質。土壤容重是指一定容積內（含土壤孔隙）的土壤重量，單位通常為g/cm3。容重是土壤最重要的物理性質之一，能充分反映土壤質量和土壤生產力水平，測定土壤容重的經典方法為環刀法[7]。土壤容重與土壤孔隙度有著密切聯系，可以反映土壤的透氣性、入滲性、持水性和導水性等關鍵參數[8]。土壤容重小，表明土壤較疏松，通透性好，肥力較高，反之，土壤容重大，表明土體緊實，結構性和通透性較差[9-10]。

本試驗以山西戎子酒莊有限公司葡萄種植基地內赤霞珠葡萄樹為研究對象，通過壕溝法對不同年份葡萄根系分布及土壤容重進行了分析研究，得出該地區葡萄根系和土壤容重的空間分布情況，旨在為改善釀酒葡萄生長環境，提高釀酒葡萄品質，進而為提高葡萄酒的內在品質提供基礎數據的支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

試驗材料：山西戎子酒莊葡萄園同一地塊的赤霞珠葡萄根系，葡萄苗栽培時間為2007年，分別在2014年、2015年和2017年對赤霞珠葡萄植株進行試驗研究，葡萄植株位于整塊地的中央位置。

儀器設備：鋅合金數顯卡尺，上海美耐特實業有限公司；180 cm3不銹鋼環刀，北京沃特蘭德科技有限公司；DHG-系列電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；APTP457A電子天平，深圳安普特電子科技有限公司。

1.2 試驗方法

葡萄根系的測定：采用壕溝法對山西戎子酒莊葡萄園赤霞珠葡萄根系進行分析研究,在距離葡萄根主干50 cm處挖垂直土壤剖面，以選定的葡萄樹為坐標原點，向左右兩邊各挖長1.0 m，寬80 cm，深2.0 m，根直徑可分為3級，分別為≤2.0 mm，2.1～5.0 mm，≥5.1 mm，使用數顯卡尺量測量根系直徑，從而調查葡萄根系集中分布層。

土壤容重的測定：土壤容重也稱干容重，本實驗采用環刀法，在垂直土壤剖面0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～120 cm、120～140 cm、140～160 cm、160～180 cm、180～200 cm中心處，將容積為180 cm3的環刀垂直壓入土壤中，使土樣充滿其中，用鐵鏟除去環刀周圍多余的土壤，取出已裝滿土的環刀，帶回實驗室，將樣品放在105℃的電熱鼓風干燥箱中，烘至土壤恒重，使用電子天平稱重，按以下公式計算土壤容重。

式中：ρ——土壤容重，g/cm3；

m2——環刀與烘干土質量，g；

m1——環刀的質量，g；

V——環刀容積，cm3。

2 結果與分析

2.1 不同年份葡萄根系的分布

2.1.1 7年樹齡根系分布情況

戎子酒莊2007年定植的赤霞珠葡萄樹，圖1為2014年（7年樹齡）距離主干50 cm，長2.0 m，寬80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布情況，圖2為2014年葡萄根系的水平分布情況。

圖1 7年樹齡葡萄根系的垂直分布

圖2 7年樹齡葡萄根系的水平分布

由圖1可知，赤霞珠7年樹齡葡萄根系的垂直分布主要以小于或等于2.0 mm的吸收根和2.1～5.0 mm的側根為主，其中小于或等于2.0 mm的吸收根集中分布在80～140 cm的土層，分布率為74.49%；2.1～5.0 mm的側根集中分布在80～100 cm的土層，分布率為22.96%；大于或等于5.1 mm的側根較少，主要分布40～100 cm的土層，分布率為2.55%。

由圖2可知，赤霞珠7年樹齡葡萄根系的水平分布主要以小于或等于2.0 mm的吸收根為主，吸收根在水平寬度100 cm以內的土層都有分布，分布率為85.63%；其次根系分布較多的是2.1～5.0 mm的側根，主要集中分布在水平寬度80 cm以內的土層，分布率為12.50%；大于或等于5.1 mm的側根最少，主要分布在水平寬度40 cm以內的土層，分布率為1.87%。

2.1.2 8年樹齡根系分布情況

圖3和圖4分別為2015年（8年樹齡）距離主干50 cm，長2.0 m，寬80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布和水平分布情況。

圖3 8年樹齡葡萄根系的垂直分布

圖4 8年樹齡葡萄根系的水平分布

由圖3可知，赤霞珠8年樹齡和7年樹齡根系的垂直分布大致相同，不同之處在于根系的數量和根系的分布率。小于或等于2.0 mm的吸收根主要集中分布在60～100 cm的土層，分布率為78.57%，2.1～5.0 mm的側根主要分布在40～140 cm的土層，分布率為17.85%，大于或等于5.1 mm的側根分布在40～120 cm的土層，分布率為3.57%。

由圖4可知，赤霞珠8年樹齡葡萄根系隨著水平寬度的增加，根系分布越來越少，但相比7年樹齡，根系的總數有所增加，而且根的粗度也有了明顯的變化。在水平寬度100 cm之內的土層主要以小于或等于2.0 mm的吸收根為主，分布率為82.45%；其次為2.1～5.0 mm的側根，分布率為13.83%；大于或等于5.1 mm的側根主要分布在水平寬度60 cm以內的土層，分布率為3.72%。

2.1.3 10年樹齡根系分布情況

圖5和圖6分別為2017年（10年樹齡）距離主干50 cm，長2.0 m，寬80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布和水平分布情況。

圖5 10年樹齡葡萄根系的垂直分布

圖6 10年樹齡葡萄根系的水平分布

由圖5可知，葡萄根系不斷在土壤中縱深擴展，10年樹齡葡萄根系相比較7年樹齡和8年樹齡，根系數量在迅速擴增，說明葡萄園的土壤體積、緊密度、肥力等條件，適宜赤霞珠葡萄植株的生長。小于或等于2.0 mm的吸收根集中分布在40～140 cm的土層，分布率為91.99%；2.1～5.0 mm的側根集中分布在60～140 cm的土層，分布率為6.64%；大于或等于5.1 mm的側根主要分布在80～140 cm的土層，分布率為1.36%。

由圖6可知，10年樹齡根系與7年樹齡、8年樹齡相比，葡萄根系不斷在土壤中橫向擴展。根系主要以小于或等于2.0 mm的吸收根為主，分布在100 cm之內的土層，分布率為92.38%；2.1～5.0 mm的側根集中分布在水平寬度80 cm之內的土層，分布率為6.54%；大于或等于5.1 mm的側根集中分布在水平寬度40 cm之內的土層，分布率為1.07%。

2.2 不同年份葡萄根系分布和土壤容重的比較

2.2.1 不同年份葡萄根系分布的比較（表1、表2）

由表1可知，赤霞珠葡萄根系的垂直分布有以下規律：隨著土層深度的變化，根系的分布率呈倒U型，不同樹齡的赤霞珠，根系的集中分布區大致相同，分布率有差異。從分布范圍來看，根系主要分布在20～180 cm的土層。其中，7年樹齡根系的分布率為91.01%，8年樹齡根系的分布率為92.82%，10年樹齡根系的分布率為92.34%。根系主要以小于或等于2 mm的吸收根為主，其次含量較多的是2.1～5.0 mm側根，大于或等于5.1 mm的側根較少。

由表2可知，隨著水平寬度的擴增，赤霞珠葡萄根系的分布率呈下降趨勢，根系主要集中分布在水平寬度0～80 cm內的土層，在該水平寬度范圍內，7年樹齡根系的分布率為85.00%，8年樹齡根系的分布率為83.51%，10年樹齡根系的分布率為84.50%。同樣根系主要以小于或等于2 mm的吸收根為主，其次含量較多的是2.1～5.0 mm側根，大于或等于5.1 mm的側根較少。

表1 各土層深度根系分布情況

2.2.2 不同年份土壤容重的比較（表3）

土壤是一個龐大而復雜的系統，土壤質量不僅包括其基本理化性質及微生物特性，同時還受到諸多地形、地貌、降雨、地理位置、生態類型、耕作管理措施等綜合因素的影響[11]。土壤容重和孔隙度可以較好地反映土壤的疏松程度、通氣能力、持水能力和溶質遷移潛力等[12]。由表3可知，隨著土層深度的增加，土體由于超負荷的壓力而變得更加堅實，造成土壤容重沿土壤剖面逐漸增大。2014年土壤容重范圍為 1.05～1.33 g/cm3，平均容重為 1.19 g/cm3；2015年土壤容重范圍為1.14～1.36 g/cm3，平均容重為1.26 g/cm3；2017年土壤容重范圍為1.29～1.39 g/cm3，平均容重為 1.35 g/cm3。

表2 各土層水平根系分布情況

表3 不同年份土壤容重的比較

3 結論

本實驗對戎子酒莊葡萄園赤霞珠7年樹齡、8年樹齡和10年樹齡葡萄根系的分布情況進行了研究。研究得出，赤霞珠葡萄根系主要以小于或等于2 mm的吸收根為主，其次含量較多的是2.1～5.0 mm側根，大于或等于5.1 mm的側根較少。

不同樹齡赤霞珠葡萄根系隨著土層深度的變化，根系的分布率呈倒U型曲線，根系的集中分布區大致相同，主要分布在20～180 cm的土層，但是分布率有差異。隨著水平寬度的擴增，根系的分布率呈下降趨勢，根系主要集中分布在水平寬度80 cm以內的土層。葡萄根的結構隨樹齡不同而發生變化，隨著樹齡的增長，葡萄根系不斷在土壤中橫向和縱深擴展。因此，赤霞珠根系的分布與葡萄的樹齡有密切關系。

土壤容重沿0～200 cm土壤剖面呈現出從低到高的趨勢，隨著年份的增加，土壤容重逐漸增大。總體來看，剖面土壤容重變化范圍在1.05～1.39 g/cm3，由于鄉寧縣東廒村屬于海拔較高的區域，其氣候特征不易于有機質的分解，從而使土壤有機質含量較高，使得土壤容重較低，氧氣擴散快，根系發達，適合葡萄植物生長。