香格里拉高原葡萄酒產區土壤養分豐缺及垂直分布特征分析

曹海闊，羅春艷，張振文，王家逵，墨順榮，曹建宏*

（1. 香格里拉酒業股份有限公司，云南香格里拉 674400；2. 西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌 712100；3. 迪慶香格里拉經濟開發區農業科技服務中心，云南香格里拉 674400）

我國釀酒葡萄產區主要集中在新疆、寧夏、甘肅、環渤海灣等產區。西南地區包括云貴川等高原地帶，是我國新興的特色葡萄酒產區，香格里拉高原產區是其中的代表，位于喜瑪拉雅山東南麓三江并流區[1]，98°3'56''～99°32'20''E，27°33'44''～29°15'2''N，海拔1800～2800 m。區域內的瀾滄江和金沙江峽谷，具有高海拔、低緯度[2]的特點。經過多年引種試驗，‘赤霞珠’‘西拉’‘美樂’和‘霞多麗’等優質品種表現良好，釀造出的葡萄酒得到廣泛認可。

眾所周知，葡萄酒的風格和品質與風土緊密相關，而土壤特性及養分狀況對葡萄品質具有重要影響[3-4]，因此合理施肥可以提升葡萄產量與品質[5-7]。自2009年開始，香格里拉酒業對德欽高原葡萄園進行了200 hm2有機認證，在德欽東水村、榮中村以及斯農村進行土地流轉，建立了33 hm2小產區精品葡萄園。近年，圍繞該產區的海拔高度、本土酵母等方面已開展了部分研究[8-9]，但針對高海拔地區土壤養分的調查較少涉及。為此，作者選擇德欽基地海拔在2200 m左右地塊內0～60 cm土層進行取樣檢測，以分析各地塊土壤養分狀況，提出土壤改良及施肥方案建議，為葡萄園的合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 土樣采集及制備

香格里拉高原產區德欽基地分布在3個村子。東水村：位于99°1′58″E，28°4′35″N，海拔2250 m，在白馬雪山腳下，金沙江河谷右岸，毗鄰東水河，氣候溫潤，土壤以礫石壤土為主；榮中村：位于98°8′35″E，28°4′41″N，海拔2200 m，在梅里雪山腳下，瀾滄江右岸，氣候較干旱，土壤以砂質壤土為主；斯農村：位于98°8′06″E，28°4′88″N，海拔2300 m，在梅里雪山腳下，瀾滄江右岸，氣候溫和，土壤以礫質壤土為主。在3個自然村的葡萄園中各選取7個片區，共21個地塊作為采樣區，根據各地塊劃分的小區域，按照面積和地形，取地塊面積大于667 m2、地形平緩、海拔接近的地塊隨機取樣。

采用隨機多點方法，根據地塊面積每個采樣區隨機選取5～10個點，遍布整個地塊。在距離葡萄樹主蔓30～40 cm處使用螺旋土鉆分別采集0～20、20～40、40～60 cm土層土樣，按照相應土層進行等比混合均勻作為一個樣品。用四分法去掉多余樣品，每個樣保留約1 kg裝入塑料自封袋中，帶回實驗室，去雜、風干、研磨，用100目尼龍篩過篩后備用[10-12]。

1.2 測定方法

土壤pH采用電極電位法[13]；有機質（OM）采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法[14]；速效氮（AN）參考栗忱的方法[15]；速效磷（AP）采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[16]；速效鉀（AK）采用乙酸銨浸提-原子吸收法[17]；全氮（TN）采用半微量凱式定氮法；全磷（TP）采用NaOH熔融-鉬銻抗顯色-紫外分光光度法[18]，全鉀（TK）采用堿熔融-火焰光度計法[19]。有效銅、鋅、鐵、錳等礦質元素均用ICP-MS進行檢測[20-21]。

1.3 數據處理

所有的數據處理均采用Excel 2010與SPSS 25.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄園土壤養分特征

根據全國第二次土壤普查養分分級標準，1級和2級的土壤養分含量高，土壤肥沃；3級的土壤養分含量中等，土壤較肥沃；4級的土壤養分含量較低，土壤較貧瘠；5級和6級的土壤養分含量低甚至極低，土壤貧瘠。

2.1.1 東水基地土壤養分差異分析

東水葡萄園0～60 cm土層各種養分的豐缺程度不盡相同。由表1可以看出，東水基地的土壤pH呈微堿性，土壤中有機質、全氮、全磷、全鉀含量均為中等偏上，速效磷含量中等，速效氮以及速效鉀含量偏低。東水基地土壤中其它微量元素，除有效硼含量中等外，有效銅、鋅、鐵等微量元素含量均較高。同時，從表1中還可以發現，除pH值的變異僅為1.0%外，其他各類微量元素變異相差很大，速效氮、速效磷、全磷、有效鋅及有效硼變異≥30%，其余微量元素均在10%～30%。各土壤養分變異程度大小依次為速效磷＞有效鋅＞速效氮＞有效硼＞全磷＞有效銅＞速效鉀＞有效鎂＞全氮＞有機質＞全鉀＞有效鐵＞有效錳＝有效硅＞有效鈣＞pH。

表1 東水基地土壤0～60 cm土層養分描述性統計特征Table 1 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Dongshui base

2.1.2 榮中基地土壤養分差異分析

由表2可以看出，依據全國第二次土壤普查養分分級標準，榮中基地的土壤pH呈弱堿性，土壤中全鉀含量均中等偏上，有機質、速效氮、磷、鉀以及全氮、全磷含量均處于低水平。土壤中除有效鈣、鎂含量中等偏上外，有效銅、鐵、錳含量中等，其他均處于較低水平，土壤貧瘠。同時，從表2中亦可以發現，各類微量元素有一定差異。其中，有效鐵、有效銅變異系數較大，而pH值的變異系數僅為0.6%，速效磷、有效硅、速效氮、有效鎂、全鉀、有效鈣、全磷在10%～30%，其余8個指標均≥30%。各土壤養分變異程度大小依次為有效鐵＞有效銅＞有效錳＞有效硼＞有效鋅＞全氮＞有機質＞速效鉀＞速效磷＞有效硅＞速效氮＞有效鎂＞全鉀＞有效鈣＞全磷＞pH。

表2 榮中基地土壤0～60 cm土層養分描述性統計特征Table 2 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Rongzhong base

2.1.3 斯農基地土壤養分差異分析

依據全國第二次土壤普查養分分級標準，由表3可以看出斯農基地的土壤pH呈微堿性，土壤中全鉀含量均中等偏上，有機質含量中等，速效磷、鉀以及全氮、全磷含量均處于中等偏下水平，速效氮含量很低。斯農基地土壤中其它微量元素，除有效硼含量較低外，其它均處于中等及偏上水平，尤其有效銅、鈣含量較高。同時，從表3中亦可以發現，各類微量元素變異相差很大，其中pH值、全鉀、有效鈣、有效硅＜10%，有機質、全氮、有效硼、速效氮、有效鎂在10%～30%，其余7個指標均≥30%外，各土壤養分變異程度大小依次為速效磷＞有效鐵＞全磷＞有效鋅＞有效銅＞速效鉀＞有效錳＞有機質＞全氮＞有效硼＞速效氮＞有效鎂＞有效硅＞有效鈣＞全鉀＞pH。

表3 斯農基地土壤0～60 cm土層養分描述性統計特征Table 3 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Sinong base

2.2 土壤養分含量垂直分布情況

由圖1可以看出，榮中村葡萄園的肥力要弱于東水村和斯農村，三地葡萄園pH均呈弱堿性，隨空間分布從上層到下層逐漸升高。

依據全國第二次土壤普查養分分級標準，東水基地各地塊土壤有機質含量豐富，是三地葡萄園中含量最高的，除個別地塊中下層偏低外，其它均處于中等偏上水平，不存在顯著性差異。大量元素速效氮、磷、鉀整體處于較低水平，且整體來看，空間垂直分布上由表層到下層含量逐漸降低，差異性較顯著。全氮含量整體處于較高水平，尤其是表層土壤含量豐富，隨空間分布從上層到下層逐漸降低；全磷含量整體均處于中等及偏上；全鉀含量除個別地塊中等偏上外，整體處于較低水平。大多數微量元素總體來看均處于較高水平，土壤肥沃，尤其是有效銅、鐵、鈣含量十分豐富，有效鋅與有效硼含量較低，處于中等偏下，各類微量元素在空間分布上無明顯規律，在上中下三層均有含量豐富的元素。

由圖1可以發現，榮中基地各地塊土壤有機質含量很低，整體處于較低水平；速效氮、磷、鉀三種元素整體含量很低或非常低，全鉀含量在各地塊處于中等偏上外，全氮、磷含量均處于低水平；整體來看，空間垂直分布上由表層到下層，除全磷含量逐漸升高外，其余元素含量均逐漸降低。在榮中基地各地塊中元素有效銅整體中等偏上，各地塊間不存在顯著性差異；有效鋅整體處于較低或很低水平；有效鐵、錳、硅含量在所有地塊中均處于中等水平；有效鈣、鎂在各地塊中含量均較高，整體從表層到下層呈下降趨勢；有效硼整體均處于中等水平，有效鈣、鎂、硼在各地塊間存在顯著差異，榮中地塊整體比較貧瘠。

圖1 香格里拉高原葡萄園各土層養分狀況Figure 1 Nutrient status of soil layers in Shangri-La plateau wine producing area

由圖1得出，斯農基地有機質含量在三地葡萄園中處于中間水平，比較接近東水村，尤其表層有機質含量均在中等偏上，中下層處于中等水平；速效氮含量均較低或很低，且隨空間表層至下層逐漸降低，速效磷、速效鉀整體處于中等偏下水平；全氮含量相對豐富，尤其表層，整體處于中等偏上水平，全磷除個別地塊含量中上外，其余地塊含量均較低或很低；全鉀含量在各地塊上中下層均較高，大量元素除全磷在各地塊間存在較顯著差異外，其余均差異不顯著。從斯農地塊整體來看，元素有效銅、鐵、鈣、鎂、硅的含量均處于較高水平，有效鋅整體含量處于中等偏低，有效錳含量中等及以上，有效硼均處于中等及偏下水平。整體上斯農基地有機質及礦質元素含量較為豐富，土壤相對比較肥沃。

2.3 不同地塊土壤養分含量差異性

由圖2A可以看出，東水村與斯農村的有機質含量均比較豐富，而榮中村則比較匱乏，而且存在顯著差異。由圖2B、2C可以看出，三個村葡萄園的速效氮、磷、鉀均處于較低水平，東水與斯農村的全氮、全磷含量高于榮中村，但含量均偏低；榮中村與斯農村的全鉀含量比較豐富，東水村含量比較低。從圖2中可以發現，三村葡萄園土壤氮磷鉀元素均存在顯著差異，土壤有效鈣、鎂含量均比較豐富；其它元素中，東水村與斯農村含量均高于榮中村，榮中村除有效銅含量處于中上水平外，其余均處于偏低水平。東水村、斯農村的土壤肥沃程度要好于榮中村。

圖2 香格里拉高原葡萄園不同地塊土壤養分含量差異性對比Figure 2 Differences of various substances in Shangri-La plateau wine producing area

3 討論與結論

葡萄適應性強，可以在各種各樣的土壤中生長，如沙荒、河灘、鹽堿地、山石坡地等，但不同的土壤條件對葡萄生長和結果的影響不同[22-25]。土壤的質地、養分有效性、有機質含量、pH以及各種微量元素可直接影響葡萄的生長發育[26-30]。在葡萄生長過程中，肥料是保證樹體正常發育的重要因素，因地制宜的施肥不僅可以提高葡萄產量和品質，還能提高葡萄園的土壤肥力和環境效益。

曹建宏等[31]研究認為，云南香格里拉高原葡萄酒產區地質結構復雜，隨海拔的升降，在一定的空間呈“階梯狀”排列分布。本研究中東水村海拔2250 m，位于金沙江河谷右岸，斯農村海拔2200 m、榮中村海拔2300 m，均位于瀾滄江河谷右岸，海拔高度以及江河流域的差異導致土壤性狀的不同，因而土壤中營養元素的含量存在較明顯差異。諸多研究亦表明，地形作為五大成土因素之一，直接影響土壤養分的空間分布[32-33]，賽牙熱木·哈力甫等[34]研究認為，海拔高度與土壤中氮磷鉀含量呈負相關。本研究發現，在香格里拉高原產區葡萄園海拔高度超過2000 m時，氮磷鉀等元素的含量亦呈現出較低水平，且大多數元素在空間垂直分布上由表層到下層呈現較明顯的下降趨勢。具體而言，東水、斯農村土壤有機質含量普遍在中等以上，榮中村相對偏低，絕大多數地塊土壤速效氮、磷和鉀平均含量處于較低水平；土壤有效鈣的含量豐富，有效鋅和硼的含量各地塊有較明顯差異，其它微量元素含量較高，不同區域營養元素的差異，會影響葡萄的產量與質量，從而導致酒的品質、風格等出現差異。

通過本研究，基本摸清了香格里拉高原葡萄酒產區土壤養分狀況，據此可根據葡萄不同生長階段，適時補充相應元素，以保證葡萄的營養所需，提升葡萄產量以及品質。對土壤進行改良，提高各地塊偏低元素的含量；增加有機肥的使用，降低土壤pH，同時加深施肥深度，提高根系層有機質含量，以保證養分的高效利用，為生產高產優質葡萄生產提供必要的營養保證。