限根栽培模式對(duì)‘夏黑’葡萄園土壤pH及養(yǎng)分含量的影響

胡禧熙，王迪，魯會(huì)玲，杜志強(qiáng)，顧鑫，高嬙

（1. 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶 163316；2. 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(guó)土地鹽堿化比較嚴(yán)重的地區(qū)之一，屬于中國(guó)八大土地鹽漬區(qū)的東北半濕潤(rùn)、半干旱草原、半草甸鹽漬區(qū)，鹽堿土地面積約占土地總面積的14.74%[1]。近年來，面對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)限制，農(nóng)民增收緩慢，大慶市按照“設(shè)施農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略調(diào)整政策，大力推動(dòng)棚室經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在貧瘠的土地上走出一條綠色、生態(tài)的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展之路。2019年大慶的設(shè)施葡萄總面積達(dá)2667 hm2，被譽(yù)為“寒地提子之鄉(xiāng)”。但隨著栽培年限的延長(zhǎng)，葡萄園土鹽堿的不斷加重，導(dǎo)致葡萄葉片黃化、果實(shí)發(fā)育不良，甚至植株死亡現(xiàn)象頻發(fā)，鹽堿危害問題威脅著大慶葡萄產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

根域限制就是利用一些物理或生態(tài)的方法將果樹的根域控制在一定的容積范圍內(nèi)。通過控制根系的生長(zhǎng)來調(diào)節(jié)地上部的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)過程，從而調(diào)控植株整體生長(zhǎng)發(fā)育的一種新型的栽培技術(shù)[2-3]。根域限制不僅應(yīng)用于沿海灘涂，也在西北地區(qū)的戈壁荒灘和南方地區(qū)農(nóng)業(yè)觀光方面得到廣泛應(yīng)用[4-5]。根域限制栽培技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：環(huán)境友好，增加施肥目的性和可控性，避免肥效延遲和養(yǎng)分流失；節(jié)水栽培，精確灌水；提高根域范圍的土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分含量[6]。根域限制對(duì)果樹生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)環(huán)節(jié)都有一定影響[7]。果樹上眾多試驗(yàn)表明，根域限制在控制地上部營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、提高果實(shí)品質(zhì)等方面都取得良好的效果[8-9]。此外，目前根域限制對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)影響的報(bào)道較多，但根域限制對(duì)根域土壤養(yǎng)分的影響研究較少。

本試驗(yàn)以解決鹽堿土壤危害問題為目標(biāo)，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(duì)葡萄生長(zhǎng)及養(yǎng)分含量的影響，以期集成優(yōu)良的抗鹽堿根域限制栽培技術(shù)，為解決鹽堿地的利用問題提供依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院紅旗泡科研基地，位于東經(jīng)125°13′31″，北緯46°40′1″。葡萄定植前對(duì)表層0～20 cm土壤取樣進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定結(jié)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(jī)質(zhì)25.3 g/kg。

1.2 定植溝設(shè)計(jì)

設(shè)置溝長(zhǎng)5 m、寬80 cm、深50 cm。挖土?xí)r心土與表土分別放置，統(tǒng)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(shí)后定植苗木。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種：‘夏黑’。試驗(yàn)以傳統(tǒng)不限根作對(duì)照（CK），設(shè)置5個(gè)不同限根模式，可分為3個(gè)全限根模式和2個(gè)半限根模式。

（1）溝四周鋪塑料布＋溝底鋪無紡布，簡(jiǎn)稱“S＋W”；

（2）溝四周鋪限根器＋溝底鋪無紡布，簡(jiǎn)稱“X＋W”；

（3）無紡布，簡(jiǎn)稱“W”；

（4）溝四周鋪塑料布，溝底空，簡(jiǎn)稱“S”；

（5）溝四周鋪限根器，溝底空，簡(jiǎn)稱“X”模式。

每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)，每小區(qū)5株。定植后當(dāng)年不進(jìn)行根部追肥，其余均統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。每株選留1個(gè)壯梢作為主蔓直立引縛，副梢留1片葉絕后摘心，待新梢長(zhǎng)到1.5 m左右時(shí)摘心定梢。若長(zhǎng)勢(shì)較慢，摘心可延遲至7月30日。

1.4 試驗(yàn)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(duì)每個(gè)處理的根際土壤進(jìn)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(gè)處理的15份土樣進(jìn)行混合均勻，自然風(fēng)干、磨碎、過篩后備用，對(duì)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、有效磷、堿解氮、速效鉀進(jìn)行測(cè)定。

1.4.2 測(cè)定方法

土壤pH采用電位法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采取重鉻酸鉀氧化-比色法測(cè)定；土壤堿解氮采用堿解-擴(kuò)散法測(cè)定；土壤速效磷采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定；土壤速效鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同根域限制栽培模式對(duì)葡萄生長(zhǎng)的影響

經(jīng)過一年壯苗管理，在落葉前對(duì)長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果顯示，各處理葡萄長(zhǎng)勢(shì)沒有明顯差異，鹽堿危害導(dǎo)致的缺鐵黃葉癥狀還未出現(xiàn)，葡萄長(zhǎng)勢(shì)良好。冬季修剪的剪口粗度在0.6 cm以上的枝條，可預(yù)留高度1.4～1.7 m，來年均可進(jìn)入結(jié)果期。

2.2 不同根域限制栽培模式對(duì)pH值的影響

表1結(jié)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(yōu)于全限根，總體上采用限根器優(yōu)于塑料布。

2.3 不同根域限制栽培模式土壤養(yǎng)分的影響

由表1可以看出，相比原始土壤有機(jī)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(jī)質(zhì)、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(jī)質(zhì)（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(yǎng)分流失方面具有明顯效果。

5種限根栽培模式對(duì)比，有機(jī)質(zhì)含量X＋W＞X＞W(wǎng)＞S＋W＞S。在抑制土壤有機(jī)質(zhì)流失方面，同等材料下，全限根模式效果優(yōu)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(duì)比，X＋W＞X＞S＋W＞S＞W(wǎng)。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(yōu)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(yōu)于塑料及無紡布。

3 討論及結(jié)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(qū)以及濱海地區(qū)影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的限制因素[11-14]。根據(jù)pH值劃分土壤堿度標(biāo)準(zhǔn)：中性pH6.5～7.5；堿性pH 7.5～8.5；強(qiáng)堿性pH8.5～9.5；極強(qiáng)堿性，pH＞9.5[15]。一般葡萄對(duì)土壤酸堿度的適應(yīng)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(xiàn)缺鐵黃化癥狀，但在幾乎沒有采取化學(xué)物質(zhì)調(diào)控的情況下，土壤堿性增加的趨勢(shì)沒有改變，若不采取應(yīng)對(duì)措施，葡萄鹽堿危害癥狀未來幾年將會(huì)出現(xiàn)。

分析土壤堿性加重原因：一方面是因?yàn)榭屯镣寥雷陨淼膲A性特質(zhì)，另一方面是因?yàn)楣喔人褂镁娜鯄A性特質(zhì)。葡萄全年灌溉次數(shù)在12次左右，反復(fù)的弱堿性水灌溉是導(dǎo)致土壤鹽堿化的重要原因之一。

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

雖然從葡萄的長(zhǎng)勢(shì)看，均未出現(xiàn)明顯的葉片黃化癥狀，肉眼還未見明顯的長(zhǎng)勢(shì)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(yíng)養(yǎng)含量數(shù)據(jù)可以看出，根域限制栽培模式在緩解土壤堿化、抑制養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)分流失方面明顯優(yōu)于無紡布、塑料膜。

將客土土壤更換為優(yōu)質(zhì)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(zhǎng)受不良土壤的影響。隨著葡萄種植年限的延長(zhǎng)，土壤堿化的趨勢(shì)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(qū)葡萄常規(guī)管理發(fā)生鹽堿危害的年限推斷，葡萄鹽堿毒害的發(fā)生可以延長(zhǎng)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(diào)控技術(shù)及栽培模式的改進(jìn)。

從當(dāng)年的土壤養(yǎng)分含量判斷來看，總體上限根器材料的節(jié)肥效果較好，但因?yàn)槠咸言耘嘣囼?yàn)時(shí)間短，長(zhǎng)勢(shì)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(xù)跟蹤不同限根栽培模式對(duì)葡萄生長(zhǎng)及對(duì)土壤理化性質(zhì)影響，對(duì)各模式的效果進(jìn)行綜合分析和判斷。