限根栽培模式对‘夏黑’葡萄园土壤pH及养分含量的影响

胡禧熙，王迪，鲁会玲，杜志强，顾鑫，高嫱

（1. 黑龙江省农业科学院大庆分院，黑龙江大庆 163316；2. 黑龙江省农业科学院园艺分院，黑龙江哈尔滨 150069）

大庆市位于黑龙江省西部，松嫩平原腹地。是我国土地盐碱化比较严重的地区之一，属于中国八大土地盐渍区的东北半湿润、半干旱草原、半草甸盐渍区，盐碱土地面积约占土地总面积的14.74%[1]。近年来，面对传统农业限制，农民增收缓慢，大庆市按照“设施农业、绿色农业、观光农业”的农业战略调整政策，大力推动棚室经济发展，在贫瘠的土地上走出一条绿色、生态的现代设施农业发展之路。2019年大庆的设施葡萄总面积达2667 hm2，被誉为“寒地提子之乡”。但随着栽培年限的延长，葡萄园土盐碱的不断加重，导致葡萄叶片黄化、果实发育不良，甚至植株死亡现象频发，盐碱危害问题威胁着大庆葡萄产业的健康可持续发展。

根域限制就是利用一些物理或生态的方法将果树的根域控制在一定的容积范围内。通过控制根系的生长来调节地上部的营养生长和生殖生长过程，从而调控植株整体生长发育的一种新型的栽培技术[2-3]。根域限制不仅应用于沿海滩涂，也在西北地区的戈壁荒滩和南方地区农业观光方面得到广泛应用[4-5]。根域限制栽培技术的优点包括：环境友好，增加施肥目的性和可控性，避免肥效延迟和养分流失；节水栽培，精确灌水；提高根域范围的土壤结构和养分含量[6]。根域限制对果树生长发育的各个环节都有一定影响[7]。果树上众多试验表明，根域限制在控制地上部营养生长、提高果实品质等方面都取得良好的效果[8-9]。此外，目前根域限制对葡萄果实品质影响的报道较多，但根域限制对根域土壤养分的影响研究较少。

本试验以解决盐碱土壤危害问题为目标，自2018年起，开始了抗盐碱限根栽培新模式的探究。通过探索各模式对葡萄生长及养分含量的影响，以期集成优良的抗盐碱根域限制栽培技术，为解决盐碱地的利用问题提供依据。

1 材料及方法

1.1 试验地概况

试验设在黑龙江省农业科学院大庆分院红旗泡科研基地，位于东经125°13′31″，北纬46°40′1″。葡萄定植前对表层0～20 cm土壤取样进行检测，测定结果为：pH 8.09、碱解氮123.3 mg/kg、有效磷8.01 mg/kg、速效钾144.67 mg/kg、有机质25.3 g/kg。

1.2 定植沟设计

设置沟长5 m、宽80 cm、深50 cm。挖土时心土与表土分别放置，统一采取（由下往上）按心土10 cm＋玉米秸秆10 cm＋牛粪10 cm＋表土20 cm回填，将土层混匀、灌水沉实后定植苗木。

1.3 试验设计

供试品种：‘夏黑’。试验以传统不限根作对照（CK），设置5个不同限根模式，可分为3个全限根模式和2个半限根模式。

（1）沟四周铺塑料布＋沟底铺无纺布，简称“S＋W”；

（2）沟四周铺限根器＋沟底铺无纺布，简称“X＋W”；

（3）无纺布，简称“W”；

（4）沟四周铺塑料布，沟底空，简称“S”；

（5）沟四周铺限根器，沟底空，简称“X”模式。

每个处理设3次重复，共18个小区，每小区5株。定植后当年不进行根部追肥，其余均统一标准进行管理。每株选留1个壮梢作为主蔓直立引缚，副梢留1片叶绝后摘心，待新梢长到1.5 m左右时摘心定梢。若长势较慢，摘心可延迟至7月30日。

1.4 试验方法

1.4.1 取土方法

于2018年11月5日（葡萄埋土防寒之前）对每个处理的根际土壤进行取样。在距主干20～30 cm的位置，先刮去1～2 cm的表层土，取深20 cm、宽10 cm、厚1～2 cm的土片，并将每个处理的15份土样进行混合均匀，自然风干、磨碎、过筛后备用，对土壤pH、有机质、有效磷、碱解氮、速效钾进行测定。

1.4.2 测定方法

土壤pH采用电位法测定；有机质含量采取重铬酸钾氧化-比色法测定；土壤碱解氮采用碱解-扩散法测定；土壤速效磷采用钼蓝比色法测定；土壤速效钾采用火焰光度计法测定[10]。

2 结果与分析

2.1 不同根域限制栽培模式对葡萄生长的影响

经过一年壮苗管理，在落叶前对长势进行调查。结果显示，各处理葡萄长势没有明显差异，盐碱危害导致的缺铁黄叶症状还未出现，葡萄长势良好。冬季修剪的剪口粗度在0.6 cm以上的枝条，可预留高度1.4～1.7 m，来年均可进入结果期。

2.2 不同根域限制栽培模式对pH值的影响

表1结果表明，相比原始土壤pH8.09，定植葡萄一年后各处理土壤pH均显著升高，有所增加，不限根模式（CK）pH最大8.46，5种限根栽培模式处于原始土壤与不限根土壤之间，说明限根模式在抑制土壤碱化方面具有明显作用。5种限根模式相比较，W最大，S＋W＞S＞X＋W＞X。说明在抑制土壤碱化的效果方面，无纺布全限根效果最差，限根器半限根效果最好；同种材料下，半限根模式要明显优于全限根，总体上采用限根器优于塑料布。

2.3 不同根域限制栽培模式土壤养分的影响

由表1可以看出，相比原始土壤有机磷含量（8.01 mg/kg），栽培‘夏黑’葡萄一年后各处理均显著增加，其中X＋W最高（16.3 mg/kg），W最低（9.6 mg/kg）。有机质、碱解氮、速效钾含量原始土壤含量显著高于其他处理。总体上看，土壤有机质（除S模式外）、碱解氮、有效磷（除W模式外）、速效钾含量5种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养分流失方面具有明显效果。

5种限根栽培模式对比，有机质含量X＋W＞X＞W＞S＋W＞S。在抑制土壤有机质流失方面，同等材料下，全限根模式效果优于半限根。总体上限根器效果最好、塑料最差。

碱解氮含量原始土壤最高，栽培葡萄一年后，土壤碱解氮含量均有不同程度降低，不限根模式（CK）降幅最大，说明限根栽培模式可明显抑制碱解氮成分的流失，5种限根模式土壤碱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种限根模式对比，X＋W＞X＞S＋W＞S＞W。可以看出，在抑制土壤有效磷含量减少效果方面，限根器效果最好，塑料膜其次，无纺布最差。同等材料下，全限根优于半限根。

速效钾含量原始土壤最高，种植葡萄一年后土壤速效钾含量均有所降低，不限根（CK）模式降幅最大。5种限根模式相比，X＋W显著高于其它处理，S＋W最低，X、W、S三者基本相同，差异不明显。总体上采用限根器作为限根材料优于塑料及无纺布。

3 讨论及结论

盐碱地在世界上分布广泛，土壤盐碱化是干旱和半干旱地区以及滨海地区影响作物产量和品质的限制因素[11-14]。根据pH值划分土壤碱度标准：中性pH6.5～7.5；碱性pH 7.5～8.5；强碱性pH8.5～9.5；极强碱性，pH＞9.5[15]。一般葡萄对土壤酸碱度的适应范围pH为5.5～8.3，最适范围为5.8～7.5[16]。种植‘夏黑’葡萄一年后根际土壤pH均有所升高，虽然树体还未出现缺铁黄化症状，但在几乎没有采取化学物质调控的情况下，土壤碱性增加的趋势没有改变，若不采取应对措施，葡萄盐碱危害症状未来几年将会出现。

分析土壤碱性加重原因：一方面是因为客土土壤自身的碱性特质，另一方面是因为灌溉所使用井水的弱碱性特质。葡萄全年灌溉次数在12次左右，反复的弱碱性水灌溉是导致土壤盐碱化的重要原因之一。

表1 根域限制对土壤理化性质的影响Table 1 Effect of root restriction on soil physical and chemical properties

虽然从葡萄的长势看，均未出现明显的叶片黄化症状，肉眼还未见明显的长势差异，说明盐碱的胁迫还未超过‘夏黑’葡萄的耐受范围。但从土壤的pH及营养含量数据可以看出，根域限制栽培模式在缓解土壤碱化、抑制养分流失方面效果明显，采用限根模式将葡萄定植在客土土壤的根域中，通过限根器、塑料膜、无纺布等隔离材料的使用可起到减少养分流失的作用，总体上使用限根器作为限根材料在抑制土壤碱化及减少养分流失方面明显优于无纺布、塑料膜。

将客土土壤更换为优质土壤，采取根域限制措施隔离外部不良土壤，可避免葡萄生长受不良土壤的影响。随着葡萄种植年限的延长，土壤碱化的趋势虽然不可逆，但采取限根栽培措施可缓解土壤碱化程度，按照大庆地区葡萄常规管理发生盐碱危害的年限推断，葡萄盐碱毒害的发生可以延长6～10年。若要彻底解决盐碱危害问题，除了限根栽培模式的采用，还需要兼顾葡萄肥水调控技术及栽培模式的改进。

从当年的土壤养分含量判断来看，总体上限根器材料的节肥效果较好，但因为葡萄栽培试验时间短，长势差异并不明显，所以还不能判断出哪种模式最佳，本课题组将继续跟踪不同限根栽培模式对葡萄生长及对土壤理化性质影响，对各模式的效果进行综合分析和判断。