山地土壤养分与酿酒葡萄品质的分析

蒋 宝，张振文

（1渭南职业技术学院，渭南 714026；2西北农林科技大学葡萄酒学院，杨凌 712100）

山地土壤养分与酿酒葡萄品质的分析

蒋 宝1，张振文2

（1渭南职业技术学院，渭南 714026；2西北农林科技大学葡萄酒学院，杨凌 712100）

为了进一步提高山西省乡宁地区山地酿酒葡萄的产量和品质，运用理化和光谱法对位于不同地形条件下的葡萄园土壤养分及果实品质进行了研究。结果表明：各葡萄园土壤pH均在8.0以上，属于碱性土壤；不同的地形条件对山地葡萄园土壤中的大量元素和微量元素含量有不同程度的影响；各地形条件下的果实糖酸比值超过20，成熟度良好；谷地‘赤霞珠’和平地‘品丽珠’果实多酚物质的含量更高，不同地形下果实中总类黄酮、总花色苷含量的变化趋势因品种而异；土壤的有机质、全N、速效P、速效K、速效Cu、速效Fe、交换性Ca及交换性Mg含量均与果实酚类物质含量存在显著的相关性，尤其是土壤的全N含量与果实花色苷含量存在极显著的相关性。山地葡萄园需要根据土壤中营养元素的丰缺程度、合理的营养元素配比及各元素与果实品质的相关性进行有针对性的施肥。

山地；土壤养分；酿酒葡萄；品质

土壤是果树种植的先决条件，而土壤的养分状况又是影响葡萄生长发育最重要的因素之一。除葡萄品种外，土壤养分是仅次于气候条件对果实品质起重要作用的因素。适宜的土壤通常能满足果树对水、肥、气、热的需要，进而提高果实的产量和品质。作为葡萄酒的酿造原料，酿酒葡萄果实的品质决定相应葡萄酒质量的高低。与酿酒葡萄果实品质相关的参数主要有总糖、总酸、pH及多酚类物质等，这些物质的含量和彼此间的平衡关系决定了最终果实原料的品质。影响葡萄生长的环境因素包括气候和土壤。气候特点相一致的情况下，葡萄园的海拔、地形及土壤的养分等因素能影响葡萄果实的品质［1-2］。侍朋宝等［3］研究结果表明：土壤中较高的K、交换性Ca和交换性Mg含量有利于提高葡萄果实的总酚和单宁含量；土壤中富含P、Ca有助于葡萄果实中花色苷物质的形成；富含有机质的土壤中葡萄果实着色较深，单宁含量也较高［4］。

山西省乡宁县位于晋西黄土高原，该地区光照充足、降雨适中、昼夜温差大，是发展酿酒葡萄的优生区。但该地区多以山地为主，关于葡萄园土壤养分和果实品质方面的研究仍处于空白。为此，本试验对乡宁地区不同葡萄园‘赤霞珠’和‘品丽珠’葡萄果实的品质及相应土壤的养分情况进行研究，以期为该地区山地葡萄园的栽培管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）和‘品丽珠’（Cabernet Franc），根据果实糖酸比确定其采摘期。‘赤霞珠’果实分别采自乡宁县大石头村（谷地）、东敖村（低坡）和驮腰坡村（高坡）；‘品丽珠’果实分别采自乡宁县内阳村（平地）、驮腰坡村（低坡）和平塬村（高坡），并在上述各葡萄园采集土壤样本。试验葡萄园为多主蔓扇形整枝，株行距为1.0×2.5 m，各试验点栽培管理措施相同，用GPS测定各试验点的海拔。

1.2 仪器与试剂

UV-1800型紫外可见分光光度计（日本，岛津公司）；Eppendorf 5804R型低温冷冻离心机（德国，Eppendorf公司）；AUW220D型电子天平（日本，岛津公司）；PB-10型pH计（德国，Sartorius公司）；电感耦合等离子体（ICP）（美国，瓦里安公司）；原子荧光光谱仪（AFS）（上海杰韦弗公司）。

甲醇、乙醇、盐酸均为分析纯（天津市博迪化工有限公司）；亚硝酸钾、三氯化铝、碳酸钠均为分析纯（上海国药化学试剂公司）；没食子酸和儿茶素均为色谱纯（美国，Sigma-Aldrich公司）。

1.3 方法

1.3.1 土壤样本的采集与处理

按照随机、等量及多点混合的原则在上述5个采样葡萄园进行S形布点采集土样。依据S形在每个采样葡萄园内选取8个采样点，然后用土钻分别在各采样点取0—60 cm土层土样，并将同一葡萄园内8个采样点的土样均匀混合，迅速带回实验室。除去土样中小石块、植物残体和根系、并风干、研磨和过筛后用于土样养分的测定［5］。

1.3.2 土壤样本的分析内容与方法

有机质：重铬酸钾容量法；pH：酸度计法；全N：重铬酸钾-硫酸消化法；全P：高氯酸-硫酸酸溶-钼锑抗比色法；全K：高氯酸-氢氟酸消解火焰光度法；速效N：氯化钠浸提，快速蒸馏法测定；速效P：钼锑抗比色法；速效K：醋酸铵提取法；速效性Cu、Fe、Mn、Zn：二乙烯三胺五乙酸（DTPA）提取，等离子发射光谱法（ICP）测定；有效B：沸水提取，等离子发射光谱法（ICP）测定；交换性Ca、Mg：醋酸铵提取，等离子发射光谱法（ICP）测定［6-7］。

1.3.3 葡萄的采集与提取液制备

采用S形取样法确定30株葡萄，在每株葡萄的上、中、下部各取一穗葡萄（并兼顾阴面和阳面果），再在每穗的上、中、下部各取一粒浆果，每个采样葡萄园按照上述方法各采集2份果实样品，每份样品为270粒浆果，迅速带回实验室置于－40℃超低温冰箱中用于果实指标的测定和分析。每个采样葡萄园的2份样品，一份样品直接破碎取汁，用于果实总糖、总酸和pH的测定；另一份样品用液氮冷冻后研磨成粉末，再用酸化甲醇［V（体积分数60%甲醇）：V（盐酸）＝100：0.1］重复提取3次，所有试验步骤均在避光条件下进行，提取液置于－40℃超低温冰箱中用于酚类物质含量的测定［8］。

1.3.4 葡萄的品质分析内容与方法

总糖（以葡萄糖计）：斐林试剂滴定法［9］；总酸（以酒石酸计）：指示剂法（国际法）［9］；、pH：酸度计法［9］；总酚（以没食子酸计）：福林肖卡试剂法［9］；总类黄酮（以儿茶素计）：NaNO2-AlCl3法［10］；总花色苷以二甲花翠素-3-葡萄糖苷计）：pH示差法［11］。

1.4 数据分析

统计分析软件为SPSS 16.0，采用LSD法进行显著性分析（P＜0.05），选用双尾Pearson法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 山地葡萄园土壤的肥力状况

位于不同地形条件下的‘赤霞珠’和‘品丽珠’葡萄园土壤养分的含量如表1和表2所示。

表1 不同地形葡萄园土壤pH及养分状况Table 1 pH and nutrition content of different test site soils

表2 不同地形葡萄园土壤养分状况Table 2 Nutrition content of different test site soils mg·kg－1

2.1.1 土壤的大量元素含量

葡萄园土壤的有机质含量在6.80—9.50 mg/kg，‘赤霞珠’和‘品丽珠’葡萄园土壤中有机质含量的平均值分别为7.80 g/kg和8.43 g/kg。其中谷地‘赤霞珠’土壤有机质含量比坡地低22%，而‘品丽珠’则是平地葡萄园土壤比坡地含量高17%。葡萄园土壤的pH为8.17—8.24，均属碱性土壤，且不同地形葡萄园土壤的pH相差不大。

不同地形条件下的‘赤霞珠’和‘品丽珠’葡萄园土壤的全N含量分别在0.038%—0.044%和0039%—0.059%，属较低水平［12］。其中，‘赤霞珠’葡萄园土壤的全N含量随海拔上升呈增加趋势，但整体相差不大；‘品丽珠’葡萄园土壤的全N含量表现为：低坡含量显著地低于其他2个地形下的葡萄园。对于‘赤霞珠’葡萄园而言，高坡条件下土壤速效N含量最低，仅为11.40 mg/kg，显著地低于其他2个葡萄园含量；‘品丽珠’葡萄园土壤速效N含量在9.62—13.21 mg/kg，随葡萄园海拔上升含量呈显著地下降趋势。各葡萄园土壤全P含量在0.068%—0.098%，高坡‘赤霞珠’土壤的含量最高，达到0.098%，显著地高于其他2种地形；‘品丽珠’土壤的全P含量依次为：低坡＞平地＞高坡，且彼此间差异显著。‘赤霞珠’葡萄园土壤速效P含量在1.72—8.90mg/kg，其中低坡含量达到8.90mg/kg，含量是谷地的5.2倍；相比之下，‘品丽珠’葡萄园土壤的速效P含量相差不大，其均值为5.04 mg/kg。葡萄园全K含量变化范围不大，在2.032%—2.332%，随着海拔的上升，2个品种葡萄园土壤的全K含量均呈下降趋势。对于‘赤霞珠’葡萄园而言，土壤速效K含量为高坡最低，仅为87.12 mg/kg，而低坡含量最高，达到111.71 mg/kg；3个‘品丽珠’葡萄园土壤的速效K含量相差不大，均值为91.78 mg/kg。

2.1.2 土壤的微量元素含量

各葡萄园土壤中速效Cu、速效Fe含量分别在0.884—1.169 mg/kg和4.587—9.915 mg/kg。随着海拔的上升，2个品种葡萄园土壤的速效Cu、速效Fe含量均呈递增趋势，但相比速效Fe，土壤中速效Cu含量的增幅相对较小。土壤中速效Mn含量为坡地‘赤霞珠’和低坡‘品丽珠’含量分别最低，其他葡萄园土壤的速效Mn相差不大，平均含量为29.356 mg/kg。‘赤霞珠’葡萄园土壤的速效Zn含量随海拔的上升呈增加趋势，尤其是低坡地形，其含量达到0.710 mg/kg；‘品丽珠’葡萄园土壤的速效Zn含量随海拔上升呈先降后升的趋势，即低坡地形含量最低，仅为0.306 mg/kg，其他2种地形的含量分别为0.523 mg/kg、0555 mg/kg。土壤有效B含量在0.466—0.627 mg/kg，均值为0.540 mg/kg，各葡萄园含量相差不大。

‘赤霞珠’和‘品丽珠’葡萄园中土壤的交换性Ca含量分别在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换性Ca含量分别最低，而坡地‘赤霞珠’和坡地‘品丽珠’葡萄园土壤的交换性Ca含量均较高，均值分别为4 032.45和3 922.55 mg/kg。’赤霞珠’葡萄园土壤的交换性Mg含量在93.7—255.3 mg/kg，均值为166.27 mg/kg，随着海拔的上升，含量呈递减趋势，谷地比高坡地形的含量高出63.30%；相比‘赤霞珠’葡萄园，3个‘品丽珠’葡萄园土壤中交换性Mg含量明显较低，其范围在66.3—93.7 mg/kg，均值仅为77.97 mg/kg，比‘赤霞珠’葡萄园低53.11%。

2.2 山地酒葡萄的品质表现

从2个品种的葡萄果实品质分析的结果（表3）可以看出，3种地形条件下‘赤霞珠’和‘品丽珠’果实的总糖含量均接近或超过200 g/L，糖酸比值超过20，其中谷地‘赤霞珠’和平地‘品丽珠’果实的总糖含量略高，果实的成熟状况良好。

表3 不同地形葡萄果实品质的比较Table 3 Comparison of grape berries quality in different terrains

‘赤霞珠’和‘品丽珠’果实的总酚含量分别在3 298.0—3 531.1 mg/kg和2 306.2—2 403.3 mg/kg，且2个品种在低坡条件下它们的总酚含量要高于其他2种地形，但差异并不显著。此外，研究还发现，‘赤霞珠’果实总酚含量要远高于‘品丽珠’果实。‘赤霞珠’和‘品丽珠’果实总类黄酮含量分别在1 809.5—2 863.9 mg/kg和1 310.5—1 770.5 mg/kg。对于‘赤霞珠’果实而言，随着葡萄园海拔的上升，其果实总类黄酮含量呈显著地下降趋势，谷地比高坡地形的含量高36.82%；对于‘品丽珠’果实而言，低坡地形下含量较低，平地和高坡条件下其含量基本相同。‘赤霞珠’和‘品丽珠’果实总花色苷含量分别在807.6—1116.0 mg/kg和1 061.0—1 503.4 mg/kg，其中坡地‘赤霞珠’果实的含量不同程度地高于谷地条件，其含量均值高于谷地19.74%；而‘品丽珠’果实则是谷地含量明显高于2种坡地条件，谷地高于坡地约2169%，此研究结果表明，不同地形条件下果实中总类黄酮、总花色苷含量的变化趋势因品种而异。

2.3 果实品质与土壤营养元素的关系

经相关性分析（表4）可知，土壤速效P和交换性Ca含量与果实总糖含量呈负相关趋势，且均已达到显著水平；土壤速效K和交换性Mg含量与果实总类黄酮含量呈显著性正相关，说明这2种营养元素有助于提高果实中总类黄酮的含量；而土壤速效Cu和速效Fe含量与果实总类黄酮含量则表现出负相关性，并达到显著水平。土壤的有机质和全N含量均与果实总花色苷含量呈显著的正相关性，尤其是全N含量与总花色苷的相关性达到极显著，说明土壤的全N和有机质含量对于提高葡萄果皮色泽具有重要的意义。

表4 土壤营养状况与葡萄果实品质之间的相关系数Table 4 Correlation coefficient between soil nutrient status and grape berries quality

3 结论与讨论

酿酒葡萄果实的总糖、总酸、多酚及花色苷等物质的含量是衡量葡萄品质优劣的重要参数。其中果实含糖量是决定上述参数的基础，也是酿酒葡萄最重要的品质因子，它不仅决定相应葡萄酒的酒度，而且也是果皮中色素和风味物质代谢合成的基础。果实中的花色苷、总类黄酮等酚类物质，是葡萄酒骨架的重要组成，决定着相应葡萄酒的收敛性、涩味、色泽及抗氧化活性等。本试验对乡宁地区不同地形下的葡萄果实品质与土壤养分的关系进行了研究，其中相关性的研究结果与王秀琴等［4］关于丰富的土壤有机质含量有助于增强葡萄果实着色的研究结果相一致，但与侍朋宝等［13］关于土壤有效Mn含量与葡萄果实总糖含量呈显著性负相关的研究结果存在差异，这可能与当地的小气候特征、品种及采收年份等因素有关。不同地形下‘赤霞珠’和‘品丽珠’果皮总花色苷含量差异较大，高海拔葡萄园的低温和强光相互作用，影响着葡萄果皮中花色苷的积累。此外，海拔对果实品质的影响主要是相关气候因子间接地综合作用的结果，以温度、光强、紫外线辐射及昼夜温差等的影响最为显著。气候和土壤是影响葡萄品质的主要环境因子。但是对于同一个地区，气候（温度、光照、降雨量等）条件相差不大，并且农户种植葡萄的田间管理方法也一致的情况下，土壤施肥水平就是影响葡萄果实品质的重要因子。适当的土壤肥力和合理的土壤营养元素配比是确保葡萄果实产量和品质的关键因素。

综上所述，不同地形条件对山地葡萄园土壤中的大量元素和微量元素含量有不同程度的影响，但各地形下果实糖酸比均超过20，葡萄获得了较好的成熟度；谷地‘赤霞珠’和平地‘品丽珠’果实多酚物质的含量更高，不同地形下果实中总类黄酮、总花色苷含量的变化趋势因品种而异；土壤中的全N、速效P、速效K、速效Cu、速效Fe、交换性Ca和交换性Mg含量与葡萄果实酚类物质含量存在显著的相关性，尤其是土壤的全N含量与果实总花色苷存在极显著的相关性。所以为了提高山地葡萄园的施肥效果，需要根据山地葡萄园土壤中营养元素的丰缺程度、合理的营养元素配比及各元素与果实品质的相关性进行有针对性的施肥。

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（责任编辑：张睿）

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

陕西省科技发展研究计划项目（2015KJXX-98）；国家葡萄产业技术体系（CARS-30-zp-09）；渭南市科技发展计划项目（2015KYJ-4-3）

蒋宝（1981—），男，博士，副教授，主要从事葡萄栽培与葡萄酒酿造方面的研究与示范。E-mail：treebaojiang＠163.com，Tel：0913-3033271

张振文（1960—），男，硕士，教授，主要从事酿酒葡萄栽培与葡萄酒方面的研究工作。E-mail：605784781＠qq.com