葡萄園土壤養分狀況分析與肥力評價

周敏 楊國順

摘要?在常規施肥的基礎上，探究葡萄園土壤養分的動態變化，并對其肥力狀況進行評價，為科學施肥提供指導。通過連續6年采集刺葡萄園土壤樣品，測定土壤pH、有機質、氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼等含量，并根據綜合指數法，對土壤肥力狀況進行分級評價。結果表明，土壤pH主要分布在5.5～6.4，屬于偏酸性土壤;有機質含量不足，土壤基礎肥力較低;堿解氮、速效磷、速效鉀含量較豐富，2015年達到過量水平;交換性鈣、鎂、有效硼含量缺乏，是影響土壤整體肥力水平的限制因子，其他養分含量均處于適宜水平。運用Nemoro綜合指數法進行評價，結果表明，各單項肥力水平差異明顯，堿解氮、速效磷、速效鉀肥力指數高于其他因子，土壤綜合肥力逐年增加，但整體水平較低。在葡萄生產過程中應重視有機肥的使用，增施鈣、鎂、磷肥，改良土壤酸堿度，在開花前合理施用硼肥。該研究對該地區葡萄園土壤養分管理有一定參考意義。

關鍵詞?葡萄園;刺葡萄;土壤;肥力;評價

中圖分類號?S663.1;S158.2文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）22-0164-06

Abstract?On the basis of conventional fertilization， the dynamic changes of soil nutrients in the vineyard were studied， and the status of fertility was evaluated to provide guidance for scientific fertilization. Soil pH， organic matter， nitrogen， phosphorus， potassium， calcium， magnesium， iron， manganese， copper， zinc， boron and other contents were determined by collecting soil samples of thorn vineyard for 6 consecutive years， and soil fertility was graded and evaluated according to the comprehensive index method. The results showed that soil pH was mainly distributed in 5.5-6.4， belonging to acidic soil. The organic matter content was insufficient， the soil foundation fertility was low; The content of alkalihydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potassium was relatively rich， reaching the excessive level in 2015. The deficiency of exchangeable calcium， magnesium and available boron was the limiting factor that affected the overall fertility of soil， and the content of other nutrients was all at the appropriate level. By using Nemoro comprehensive index method for analysis and evaluation， the results showed that there was a significant difference in the fertility level of each individual item， and the alkalhydrolyzed nitrogen， available phosphorus and available potash were higher than other factors. Soil integrated fertility increased year by year， but the overall level was still low. In the process of grape production， we should pay attention to the use of organic fertilizer， increase the application of calcium，magnesium and phosphate fertilizer， improve soil pH，and apply boric fertilizer before flowering. This study had certain reference significance for the soil nutrient management of vineyards in this area.

Key words?Vineyard;V.davidii Fox;Soil;Fertility;Evaluation

葡萄是我國重要的果樹之一，其適應性強，在我國大部分地區均有種植。但受氣候、環境、土壤、栽培措施等影響，各地區的葡萄生長情況、產量和品質存在較大差異[1]。其中，土壤是農業生產的基本資料，是植株養分的主要來源之一。土壤的養分狀況直接影響到果樹的生長與發育。良好的土壤條件可以滿足果樹對水、肥、微生物等的要求，使果樹豐產、穩產。不同葡萄品種適宜栽培的土壤類型不同，如霞多麗在鈣質土壤中生長較好，長相思偏愛砂性土壤，而赤霞珠適宜栽培范圍較廣，在大多數土壤中均可種植[2];不同質地的土壤肥力狀況從大到小依次為黏土、壤土、砂土[3];侍朋寶等[4]對陜西山地釀酒葡萄園的土壤分析結果表明，該地區土壤呈堿性，有機質和氮、磷、鉀含量較低;大澤山地區土壤供鉀豐富，有機質含量缺乏，微量元素在各個葡萄園的差異較大，但基本處于偏低或缺乏水平[5];于費[6]在山西曲沃縣調查結果表明，土壤酸堿度適宜，有機質、速效磷和速效鉀含量適中，堿解氮含量較缺乏;王則玉等[7]對吐魯番地區葡萄園土壤測定發現，該地區0～60 cm表層土壤全氮、有機質、速效氮含量適中;速效磷、速效鉀含量達中等偏上水平;作物產量[8]、種植年限[9]、樹齡[10]等與土壤肥力水平之間也存在一定的聯系。因此，研究葡萄園土壤養分狀況，不僅有利于揭示各養分之間的內在關系，對提高葡萄產量與品質也有促進作用。不科學的施肥方式不僅會造成肥料等生產資料的浪費，還會增加生產成本，污染環境。葡萄園的土壤肥力狀況是制定合理施肥方案的重要依據。而合理的施肥制度對改良土壤理化條件、提高肥料利用率具有十分重要的作用[11]。目前，葡萄園土壤肥力狀況的研究主要集中在北方地區，品種以釀酒葡萄為主，對南方地區的研究較缺乏，開展持續性研究鮮有報道[12]。筆者從2010年開始，連續6年對葡萄園土壤進行采樣，并檢測養分含量，通過分析土壤綜合肥力指數，以期對土壤肥力狀況進行動態分析，并作出較合理的評價，旨在為制定科學、合理的施肥方案提供理論依據。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

試驗地點位于湖南農業大學長安基地。以刺葡萄為試材，貝達作為砧木，棚架栽培，株行距2.8 m×3.8 m。葡萄園土壤類型主要為南方地區較普遍的黃壤土，黏性較強。試驗園面積10 005 m2。

1.2?施肥方式與施肥量?2010—2012年施肥量：3 000 kg/hm2餅肥+1 500 kg/hm2過磷酸鈣+750 kg/hm2復合肥（15-15-15）+375 kg/hm2硫酸鉀+37.5 kg/hm2硼砂+37.5 kg/hm2硫酸鋅+生石灰750?kg/hm2;2013年餅肥4 500?kg/hm2，2014年餅肥5 250?kg/hm2，2015年餅肥6 000?kg/hm2，其他肥料用量同2010—2012年。施肥時間在10月底至11月中旬，采用溝施，施肥溝寬20 cm，深40 cm，施完后澆透水。

1.3?取樣

取樣時間在果實采收后至施基肥前（9月中旬），采用“S”型取樣法，采集土層深度在10～30 cm的土壤樣本5～10個混勻作為一個樣品，每個樣品重約1 kg，采集4個樣本，帶回實驗室進行養分含量檢測。

1.4?檢測方法

土壤有機質采用重鉻酸鉀加熱法測定，全氮用濕燒法測定，全磷用鉬銻抗比色法測定，全鉀用火焰分光光度計法測定。土壤堿解氮的測定用堿解擴散法，速效磷用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提，鉬藍比色法測定，速效鉀用1 mol/L醋酸銨浸提，火焰光度計法測定，速效鋅、銅采用0.1 mol/L HCl浸提-AAS法測定，有效錳采用KMnO4比色法測定，有效鐵、交換性鈣、鎂采用原子分光光度計法測定。具體參照《土壤農化分析》[13]。

1.5?養分含量參考值

土壤各養分含量適宜值參考楊治元[14]和《NY/T 1749—2009 南方地區耕地土壤肥力診斷與評價》（表1）。

1.6?土壤綜合肥力評價

對土壤進行綜合評價，更有利于了解土壤的真實營養水平。采用修正的內梅羅指數法（Nemoro）對土壤綜合肥力進行評價。按照下列公式進行計算：

其中，IFI表示土壤綜合肥力指數，其值越高，表示土壤肥力狀況越好;IFIi 表示第i個指標的單項肥力，Ci表示土壤中某指標i的實測數據，Si表示土壤中某指標i的評價標準值;IFIi平均表示各屬性肥力的平均值，IFIi最小表示各屬性肥力的最小值，n表示肥力指標個數。土壤綜合肥力評價標準參考《NY/T 1749—2009 南方地區耕地土壤肥力診斷與評價》（表2）。

1.7?數據分析?試驗數據采用Excel 2013和SPSS 19.0進行統計與方差分析。

2?結果與分析

2.1?葡萄園pH、有機質含量變化

土壤酸堿度是土壤的重要屬性之一，也是影響植株生長和營養元素吸收的因素之一[15-16]。從圖1可以看出，該地區土壤pH分布于5.5～6.4，平均值5.90，變異系數為7.72%，屬偏酸性土壤，容易發生土壤板結，不利于葡萄的生長。適宜葡萄生長的pH在6.5～7.5。不同年份之間pH變化較小，且有逐漸升高的趨勢。因此在南方地區，可以通過施用生石灰或增施堿性肥料來達到提高土壤pH、改良土壤結構的作用。

有機質含量是衡量土壤營養狀況的重要指標。該地區有機質含量在9.751～16.675 g/kg，平均值為13.62 g/kg，變異系數為20.28%。南方地區葡萄園土壤有機質含量在15～20 g/kg[17]。從圖2可以看出，該地區葡萄園有機質含量相對較為缺乏，僅2014、2015年2年達到了適宜水平。不同年份有機質含量大致呈上升趨勢。主要原因是從2013年起，餅肥施用量逐漸增加，經腐熟后形成了良好的有機質。

2.2?葡萄園氮、磷和鉀含量變化?土壤全氮含量是衡量基礎肥力的標準之一，而堿解氮（有效氮）則與作物的生長密切相關，更能反映土壤與作物之間氮素交流的能力。土壤全氮含量在0.743～1.161 g/kg，平均值為0.916 g/kg，變異系數為24.05%。由圖3A可知，全氮含量有逐年降低的趨勢，這與控制氮肥的使用有關。堿解氮與全氮之間并無直接的相關性。該地區堿解氮含量分布在58.364～89.125 mg/kg（圖3B），平均值為75.15 mg/kg，變異系數為15.72%。其變化趨勢與全氮相反，其中，2014年堿解氮含量最高。

葡萄園土壤的全磷含量在0.214～0.555 g/kg，平均值為0.39 g/kg，變異系數為35.68%。從不同年份的變化看，2010年全磷含量最低，以后隨著年份的增長，全磷含量逐漸增加;速效磷的年變化趨勢與全磷相似。年平均值為32.71 mg/kg，變異系數達53.66%（圖4）。

根據第二次全國土壤普查結果，我國土壤全鉀的含量在16 g/kg左右。由圖5A可知，除2015年全鉀含量在19.706 g/kg以上，其余年份土壤全鉀均低于標準值，尤其以2010年最低，僅為6 g/kg左右。土壤全鉀的年平均值為11.56 g/kg，變異系數為37.83%。速效鉀主要分布在64.075～166.875 mg/kg，年平均值為124.79 mg/kg，變異系數為39.70%。我國葡萄園速效鉀的適宜含量在60～150 mg/kg，由圖5B可知，該地區土壤速效鉀含量基本在適宜范圍內，可以滿足植株的養分需求。隨著年份的增加，土壤中速效鉀含量有逐漸升高的趨勢。

2.3?葡萄園鈣和鎂含量變化

土壤膠體表面帶負電荷，能從介質中吸收陽離子，當土壤用某種陽離子的溶液淋洗時，土壤本身可以用其中的陽離子來替代溶液中的陽離子。由圖6可知，土壤交換性鈣含量在1 516.25～2 340 mg/kg，年平均值為1 814.46 mg/kg，變異系數為25.14%;交換性鎂含量在136.28～208.08 mg/kg，年平均值為174.41 mg/kg，變異系數為17.26%。鈣、鎂的年變化趨勢相似。參照《南方地區土壤肥力評價主要理化指標建議參考標準值》，葡萄園土壤陽離子交換量明顯低于標準值，尤其是鎂缺乏嚴重。同時，陽離子的缺失是造成我國南方地區土壤酸性較重的主要原因之一[18]。因此，酸性土壤改良的關鍵在于陽離子交換量的積累。

2.4?葡萄園鐵、錳、銅、鋅和硼含量變化?微量元素在土壤中的含量很低，但是作物生長所必需的，參與植物體內多種重要的代謝過程。

土壤有效鐵含量在17.074～122.00 mg/kg，平均值為63.07 mg/kg，變異系數為68.53%。從圖7A可以看出，除2010、2011年有效鐵含量低于正常值外，其余年份均明顯高于標準值;有效鐵含量隨年份的增加而迅速增加，2015年有效鐵含量最高，約為2010年的10倍。

土壤有效錳含量在9.219 ～31.075 mg/kg，平均值為21.55 mg/kg，變異系數為53.29%。不同年份之間差異較大（圖7B）。2011、2012年有效錳含量較低，2014年含量最高。從2013年起，有效錳含量顯著增加，可能與有機肥施用量增加有關。

土壤中有效銅含量在0.997～1.873 mg/kg，平均值為1.33 mg/kg，變異系數為25.83%。其中以2012、2013年有效銅含量較低，其次為2010、2011、2014年，上述年份有效銅含量均低于標準值，2015年有效銅含量略高于標準值（圖7C）。

土壤有效鋅含量在1.503～1.894 mg/kg，平均值為1.70 mg/kg，變異系數為30.59%。不同年份之間有效鋅含量差異不大，基本維持在適宜值水平（圖7D）。

有效硼含量在0.188～0.341 mg/kg，平均值為0.28 mg/kg，變異系數為27.04%。2010—2012年有效硼含量基本保持在同一水平，從2013年開始有效硼含量降低，至2015年開始升高。總體水平在適宜值以下（圖7E）。

2.5?土壤肥力綜合評價

土壤是一個復雜的整體，其肥力狀況是多個營養指標的綜合表現。選取pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀8個與葡萄生長緊密相關的主要肥料指標來衡量土壤的綜合肥力。由表2、3可知，不同年份單項肥力指標差異顯著。pH肥力指數均大于1.7，說明該地區土壤酸堿度較適宜葡萄種植;有機質肥力等級基本處于Ⅱ級，肥力狀況一般;全氮肥力等級指數在0.74～1.16，2010、2011、2013年肥力等級屬于Ⅱ級，2012、2014、2015年屬于Ⅲ級;全磷肥力指數在0.36～0.94，除2015年肥力等級處于Ⅱ級，其他年份均處于Ⅲ級;全鉀肥力指數在0.40～1.23，僅2015年肥力等級為Ⅱ級，其他年份為Ⅲ級;堿解氮肥力指數在1.17～1.78，肥力等級處于Ⅱ級;速效磷肥力指數在1.30～5.98，2010年肥力等級為Ⅱ級，其他年份為Ⅰ級;速效鉀肥力指數在0.80～2.09，2010、2011年肥力等級為Ⅲ級，2012年為Ⅱ級，2013、2014、2015年為Ⅰ級;綜合肥力指數在0.65～1.35，按綜合指數排序，表現為2010年<2012年<2011年<2013年<2014年<2015年，說明土壤條件在逐步改善。

同一年份不同單項肥力之間差異顯著。按肥力等級排序，2010年表現為全磷<全鉀<有機質<速效鉀<全氮<堿解氮<速效磷

3?討論

葡萄園土壤是植株吸收養分的主要來源，其營養狀況是制定施肥方案的重要依據，也是獲得高產優質葡萄的重要保障。我國南方地區葡萄園由于土壤質地為黃壤、紅壤，加上常年避雨栽培、鋪設地膜，部分地區化學肥料使用較多，土壤受雨淋較少，導致酸性偏重[14，19]。pH過低，會影響土壤中陽離子交換量，影響對磷酸根的有效吸收，還會加速對部分重金屬元素的活化，造成根系中毒[20]。該試驗園pH分布在5.0～6.5，屬偏酸性土壤，因此可以通過施用石灰，提高有機肥用量和增加淋溶作用來改良土壤的酸性[21]。增加葡萄園土壤有機質含量，不僅可以獲得高產穩產，還可以提高果實品質。我國土壤有機質含量在10～20 g/kg[22-24]，處于一般或較低水平，與國外存在一定差異，個別國家有機質含量甚至達60 g/kg [25]。針對我國土壤有機質含量偏低的現狀，應逐步加大有機肥的施用量，減少化學肥料的使用量，充分利用秸稈、綠肥等來培育土壤肥力，推行“果-畜-沼-肥-果”的循環經濟模式[26]。

氮磷鉀是葡萄園土壤的主要養分元素，也是影響葡萄產量和品質的關鍵元素。研究表明[27]，每生產100 kg葡萄，需從土壤中吸收純氮0.5～1.5 kg，純磷0.4～1.5 kg，純鉀0.25～1.25 kg。葡萄對肥料的吸收存在差異。在我國，氮磷鉀的利用率分別為50%、30%和40%，遠低于發達國家[28]。我國云南省主要葡萄園土壤全氮磷鉀含量為2.13、0.92、27.72 g/kg，速效氮磷鉀含量為118.63、74.94、359.57 mg/kg，整體養分含量水平較高，但有明顯的地區差異[29]，其中紅河州彌勒縣釀酒葡萄土壤堿解氮整體水平偏低，速效磷、鉀含量處于一般水平;該地區土壤磷鉀含量不同年份之間也存在較大差異，與每年的施肥量水平存在直接關系。浙江沿海地區葡萄園土壤堿解氮含量在66～286 mg/kg，大部分處于適宜范圍之內，速效磷、鉀均分別大于40、200 mg/kg，含量十分豐富[30];陳云霞等[31]研究太原市葡萄園土壤養分現狀時發現，全氮、速效磷鉀的含量分別為0.71 g/kg、20.6 mg/kg、149.7 mg/kg，土壤存在缺氮現象;唐美玲等[22]在煙臺地區的研究結果顯示，該地區土壤堿解氮含量不高，速效磷含量偏低，可能與近年來控制化學肥料使用量有關;河北懷來地區葡萄園土壤速效鉀含量缺乏嚴重，應注意增施鉀肥[32]。

鈣、鎂是僅次于大量元素需求量較多的元素。交換性鈣、鎂基本上來自過磷酸鈣和土壤中的含量。在南方大部分地區，交換性鈣含量分布在1 000～2 000 mg/kg，交換性鎂含量更低，廣西桂林地區葡萄園僅為12.4 mg/kg，屬于嚴重缺乏，四川雙流、廣西興安地區交換性鎂含量也在極度缺乏范圍之內[17];北寧市葡萄園在開始種植前幾年鈣鎂積累較多，但隨著種植年限的增加，其含量均出現了不同程度的下降。因此在葡萄園施肥管理過程中，應重視鈣鎂肥的施入，其中鈣鎂磷肥除補充所需的磷肥外，還可防止土壤進一步酸化，提高土壤酸堿度。微量元素由于需求量較少，在生產過程中常常會被種植者所忽視。部分地區甚至不補充微肥，結果造成營養失衡。重慶吳小平葡萄園土壤有效鐵、錳、銅、鋅含量分別達330.10、68.65、22.707、26.427 mg/kg，均處于較高水平，這與其有機肥施用量較大有直接的關系;在陜西關中地區調查發現，葡萄園有效鐵、鋅含量偏低[33];河北省部分果園土壤有效鐵、銅含量豐富，但有效錳、鋅含量相對缺乏，且地區差異較大;賀蘭山東麓由于土壤呈堿性和本身微量元素缺乏，加之長期補充不足，使得土壤有效微量元素含量明顯低于全國平均水平[34];煙臺地區則存在銅含量超標的問題，與長期使用波爾多液有關。

4?結論

試驗園土壤pH主要分布在5.0～6.5，屬于偏酸性土壤;有機質含量處于一般或偏低水平，但近年來，有機肥施用量的增加提高了土壤有機質含量;土壤速效氮、磷、鉀含量較豐富，且隨著年限的增加有逐漸增加的趨勢，說明該試驗園氮磷鉀施入量可以滿足葡萄的正常生長所需;土壤陽離子交換量缺乏嚴重，尤其是交換性鎂，是限制該試驗園葡萄生長的重要營養因子，在施肥管理過程中應加大鈣鎂肥的使用量，用堿性的鈣鎂磷肥代替傳統的過磷酸鈣效果更好，同時施用生石灰也可改良土壤酸堿度，提高鈣離子利用率;有效鐵、銅含量豐富，有效錳、鋅含量較適宜，有效硼相對缺乏，故在生產上，可于葡萄開花前采用土施硼肥或葉面噴施硼砂的方法補充硼肥，同時，還應控制銅制劑的使用，防止陽離子中毒。采用修正的內梅羅指數法對土壤綜合肥力進行評價，結果顯示，該地區土壤肥力等級為Ⅲ和Ⅱ級，屬中等或偏低肥力水平，隨著種植年限的增加，綜合肥力水平逐漸上升，說明有機肥的施用對提高土壤綜合肥力具有明顯影響。

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