覆盖对贺兰山东麓滴灌酿酒葡萄产量和品质的影响

何振嘉，刘全祖

(1. 陕西省土地工程建设集团有限责任公司, 陕西 西安 710075； 2. 中陕高标准农田建设集团有限公司, 陕西 杨凌 712100； 3. 宁夏东方裕兴酒庄有限公司, 宁夏 吴忠 751900)

宁夏贺兰山东麓土壤主要为砂砾结合性土质，具有极佳的透气性和有机质成分，且当地日照时间较长、昼夜温差大以及气候条件适宜，对优质葡萄成熟、风味物质积累和葡萄品质提高均具有显著促进作用，是中国优质酿酒葡萄产区之一[1].截至2018年，贺兰山东麓酿酒葡萄种植面积达到3.8万hm2，综合产值超过200亿元，葡萄酒产业已成为促进当地经济稳定增长和保障就业的重要支柱和优势特色产业[2].

由于酿酒葡萄产业园区水资源量严重不足、土壤养分贫瘠且田间管理方式不合理，对酿酒葡萄种植区域内小气候造成不良影响，导致葡萄园区土壤水分不足、生长发育周期紊乱、糖酸比不协调、果实品质下降等众多后果，对高端葡萄酒产区葡萄酒产业的发展产生不利影响[3].为降低水资源损耗，现在已在贺兰山东麓大规模推广了滴灌灌溉和水肥一体化并取得了显著的成果[4-5].但仅通过节水灌溉措施不能从根本上解决葡萄种植园区水资源不足、酿酒葡萄品质降低的综合性问题.覆盖措施是一种保墒保肥、调节土壤气热交换且能有效改善农田田间小气候的农艺措施，在中国粮食作物种植中已进行了广泛应用.

常磊等[6]研究了不同秸秆带状覆盖处理对小麦耗水特性、生长和产量的影响，结果表明，相较于地膜覆盖，秸秆带状覆盖条件下土壤墒情更佳且更有利于冬小麦籽粒产量和水分利用效率的提高.徐佳星等[7]研究了黄土高原地区地膜覆盖条件对玉米产量和水分利用效应的影响，结果表明，地膜覆盖处理较无覆盖措施可显著提高玉米产量和水分利用效率，而半膜覆盖与全膜覆盖在产量和水分利用效率间的差异不具有统计学意义.普雪可等[8]探究了不同覆盖方式对马铃薯生长和田间土壤水热的影响，研究发现，覆盖措施可显著降低0～2 m土层含水率和水分变异系数，沟垄二元覆盖对土壤水温状况改善效果最好，土壤水热环境最为稳定，且利于马铃薯生长和块茎产量的提高.另外，部分学者对果树覆盖也进行了一些研究，孙文泰等[9]研究了清耕、覆膜、麦草覆盖、覆黑膜+麦草处理对苹果生育期叶片生长和根系环境的影响，结果表明，覆盖麦草对提高苹果叶片叶绿素含量具有显著影响，可显著提高20～40 cm土层范围土壤水分和有机质含量，并有效提高土壤中微生物总量.罗玲等[10]研究了秸秆、地布、地膜覆盖等处理对葡萄园区土壤有机质和微生物量的影响，结果表明，秸秆覆盖对土壤有机碳含量、微生物总量及微生物量碳、微生物熵的提高效果最为显著，而地布、地膜覆盖却降低了土壤有机碳含量.庞群虎等[11]研究了不同覆盖处理对葡萄园区土壤养分、果树品质和产量的影响，结果表明，覆盖处理可显著提高0～20 cm土层中碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和全氮含量，覆膜可显著提高葡萄可溶性糖、总酚和花色苷含量，生草覆盖能够在短期内快速提升土壤速效养分、浆果品质以及单株产量.

对果树覆盖相关研究主要集中于对土壤微生物活性、土壤养分等方面，有关滴灌条件下不同覆盖措施对酿酒葡萄土壤水分、生长发育、外观品质以及营养成分等方面综合研究还较少.基于此，文中通过不同覆盖处理对滴灌条件下7 a生“赤霞珠”葡萄园区土壤含水率分布、植株生长发育、产量和葡萄品质的影响进行田间试验，以期为贺兰山东麓酿酒葡萄园区最佳覆盖技术提供理论参考.

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年4—10月在宁夏吴忠市红寺堡区东方裕兴酒庄葡萄种植基地(106°06′E，37°18′N，海拔高度1 494 m)进行.试验区为温带大陆性半干旱性气候，生育期总有效降雨量为202.2 mm，并集中于6—9月，占生育期降水量的76.62%.年平均气温为18.3 ℃，昼夜温差14.2 ℃，全年大于10 ℃的积温超过3 100 ℃，平均相对湿度为45.99%，平均风速为2.93 m/s，4—10月日照时数为1 578.3 h.试验区土壤为淡灰钙土，计划湿润层(0～60 cm)土壤平均干容重为1.40 g/cm3，土壤田间持水率为24.68%，土壤初始含水率(体积)为11.59%，土壤饱和含水率(体积)为31.23%，速效氮质量比为15.17 mg/kg，速效磷质量比为3.63 mg/kg，速效钾质量比为73.23 mg/kg，有机质质量比为3.22 g/kg；试验区气象数据由国家气象科学数据中心获取(http://data.cma.cn/)，生育期内有效降雨量：4—10月分别为6.0，20.9，75.4，17.3，22.5，39.8，20.4 mm.

1.2 试验设计

供试葡萄为7 a生酿酒葡萄“赤霞珠”(CabernetSauvignon)；株行距为0.6 m×2.8 m.灌溉采用单翼迷宫式滴灌带(流量3.2 L/h，滴头间距40 cm)，直径16 mm，一行一管铺设，行开沟宽度1 m.选取3棵葡萄树为1个小区，覆盖措施分别采用地膜覆盖和玉米秸秆覆盖，不覆盖为对照(CK).秸秆统一裁剪长度为20 cm，以葡萄树茎秆为圆心，覆盖10 cm厚，覆盖半径为0.5 m，每棵葡萄树秸秆覆盖量为1 kg.地膜选用黑膜，围绕葡萄树茎秆进行行内覆盖，膜宽度为50 cm，厚度为0.01 mm，边沿区域用土压实.每个处理3次重复.

1.3 田间管理

设定所有处理灌溉定额为4 500 m3/hm2，不同生育期灌水定额通过土壤含水率情况确定，各处理灌水日期和灌水次数相同.施肥方式采用滴灌系统随水追肥，肥料选用复合肥，施肥N，P，K质量比例为1.0∶0.6∶1.2，施肥量为840 kg/hm2.不同生育期内施入N，P2O5和K2O占总施肥量比例：萌芽期40%，0和0；新梢生长期：20%，45%和20%；开花期：10%，20%和10%；果实膨大期：30%，15%和30%；果实着色期：0，20%和40%.其他田间农艺措施均相同.葡萄生育期灌水和施肥量见表1，表中I为灌水量，F为施肥量.

表1 葡萄生育期灌水和施肥量

1.4 测定项目及方法

1.4.1 土壤含水量测定

2019年4—10月下旬对土壤耕层0～60 cm内土壤水分进行测定，使用土钻取土，采用五点取样法在距葡萄树主干20 cm处采集，共分3层，每层取土深度为20 cm，取其均值作为测定结果.土壤质量含水率采用烘干法进行，分别在灌水前后和降雨后进行测量.

1.4.2 葡萄生长指标及果实性状测定

在酿酒葡萄全生育期内，用卷尺测定葡萄株高、新梢长度和副梢长度，用游标卡尺测定葡萄果实的纵径和横径.使用SPAD-502叶绿素计测定叶绿素相对含量，使用二氯靛酚钠滴定法测定葡萄果实颜色指数.在果实收获后，用精度为0.1 g的电子秤确定葡萄单株产量和总产量.

1.4.3 酿酒葡萄产量与品质指标测定

果实成熟后，以小区为单位随机选取5穗葡萄，并随机挑选100粒果粒对其可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可溶性糖、果皮总酚含量、总花色苷、果实VC含量等营养成分和品质指标进行测定.用BG-111ATC型手持糖量计测定可溶性固形物含量，用NaOH滴定法测定可滴定酸含量，用蒽酮比色法测定可溶性糖，以可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值描述糖酸比，果皮总酚含量用福林-肖卡法测定，总花色苷用pH示差法进行测定，果实VC含量采用二氯靛酚钠滴定法测定.

1.5 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2007进行试验数据处理及作图，SPSS 11.5软件进行显著性分析，采用Duncan分析法分析其相关关系.

2 结果与分析

2.1 覆盖处理对酿酒葡萄土壤含水率的影响

图1为不同覆盖处理对酿酒葡萄不同土层深度范围土壤质量含水率ω的影响，图中P′为有效降雨量，d为生育期天数.

图1 覆盖处理对酿酒葡萄0～60 cm土层土壤含水率的影响

不同覆盖处理土壤质量含水率随着土层深度增加呈先增大后降低的趋势，在土层深度20～40 cm范围内达到最大，平均为13.63%.在不同土层深度范围内，各覆盖处理土壤质量含水率均高于CK，且与CK相比，秸秆覆盖和地膜覆盖土壤质量含水率分别提高12.97%(P<0.05)和12.18%(P<0.05)，秸秆覆盖表现出最佳的保水效果.在0～20 cm内，秸秆覆盖和地膜覆盖的土壤质量含水率，分别较CK提高8.14%(P<0.05)和9.72%(P<0.05).20～40 cm土层内，秸秆覆盖和地膜覆盖的土壤质量含水率，分别较CK提高22.11%(P<0.05)和14.93%(P<0.05)，秸秆覆盖和地膜覆盖的土壤质量含水率均与CK差异具有统计学意义(P<0.05).40～60 cm土层内，由于滴灌水分下渗量有限，各覆盖处理土壤质量含水量均显著降低，但所有处理间不具有统计学意义(P>0.05).

2.2 覆盖处理对酿酒葡萄生长发育的影响

不同覆盖处理的酿酒葡萄生长发育指标结果见表2，表中h为株高，ln为新梢长，ls为副梢长，SPAD为叶绿素相对含量.

表2 覆盖处理对酿酒葡萄生长发育的影响

由表2可见，覆盖处理能够显著促进酿酒葡萄株高、新梢生长和SPAD值提高(P<0.05)，其中秸秆覆盖处理的株高和新梢长最高，分别达到175.45 cm和89.64 cm，秸秆覆盖和地膜覆盖处理的葡萄株高分别较CK提高26.28%(P<0.05)和19.72%(P<0.05)，葡萄新稍长分别较CK提高24.26%(P<0.05)和4.91%(P>0.05)；由于在葡萄植株和新梢生长期，主要由葡萄树体提供其生长所需的营养物质，通过秸秆覆盖对葡萄植株的生长发育促进效果最为显著，有利于葡萄生长发育健康进行.副梢生长为CK最高，为36.48 cm，秸秆覆盖处理最低，为32.45 cm，各覆盖处理间差异不具有统计学意义.由于葡萄副梢过多不仅会消耗营养，还会影响透光通风情况，造成果实质量下降，因此在实际生产中应在促进葡萄株高和新梢生长的同时，减少副梢生长.覆盖处理能显著促进SPAD值增加，且秸秆覆盖SPAD值最高，为0.87，秸秆覆盖和地膜覆盖的SPAD值分别较CK提高14.47%(P<0.05)和7.89%(P<0.05)，这主要是由于覆盖措施能有效保持土壤中的水分和养分供给，葡萄叶片所需的养分供给较为充足，叶片内叶绿素含量积累量逐渐加大，促进了光合作用进行.覆盖对株高生长和新梢生长的影响均具有统计学意义(P<0.05)，对SPAD值的影响具有统计学意义(P<0.01)，但对副梢长的影响没有统计学意义.

2.3 覆盖处理对酿酒葡萄果实外观品质的影响

表3为覆盖处理对酿酒葡萄果实外观品质的影响，表中物理量分别为果实纵径dv、果实横径dh、果形指数a、颜色指数b、单粒质量t、产量Y.由表可知，与CK相比，覆盖处理能促进果实纵径和横径生长，秸秆覆盖处理的果实纵径和横径均最大，分别为19.23 mm和18.98 mm，秸秆覆盖和地膜覆盖处理的果实横径分别较CK提高18.11%(P<0.05)和2.20%(P<0.05)，果实纵径分别较CK提高17.83%(P<0.05)和13.60%(P<0.05).覆盖处理对酿酒葡萄果实纵径的影响具有统计学意义(P<0.05)，但对果实横径影响不具有统计学意义.覆盖处理对葡萄果形指数影响不具有统计学意义(P>0.05)，在本试验条件下果形指数表现为秸秆覆盖处理最高，达到1.03，地膜覆盖处理最低，为1.01.葡萄表皮颜色受其果皮中的花色苷积累量影响，花色苷含量越大，葡萄果皮颜色越深.果实着色面积和浓度是判断成熟度的重要因素，而葡萄果实颜色指数(CIRG)也是评价酿酒葡萄品质的重要判断依据.经分析可知，覆盖处理对葡萄颜色指数的影响具有统计学意义(P<0.01)，秸秆覆盖和地膜覆盖处理的葡萄颜色指数分别较CK提高3.38%(P<0.05)和1.59%(P<0.05)，覆盖处理对葡萄果实单粒质量的影响具有统计学意义(P<0.05)，对产量的影响具有统计学意义(P<0.01)；秸秆覆盖处理的单粒质量和产量均为最高，分别达到5.59 g和5.32 t/hm2，秸秆覆盖的单粒质量分别较地膜覆盖处理和CK增加7.29%(P<0.05%)和12.70%(P<0.05)，产量分别较地膜覆盖和CK增加5.35%(P<0.05)和26.07%(P<0.05)，说明秸秆和地膜均能提升酿酒葡萄单粒质量和总产量，其中秸秆覆盖处理提升效果最好.

表3 覆盖处理对酿酒葡萄果实外观品质的影响

2.4 覆盖处理对酿酒葡萄营养品质的影响

不同覆盖处理对酿酒葡萄品质指标的影响见表4，表中物理量分别为可溶性固形物含量So、可滴定酸含量A、可溶性糖含量S、糖酸比A/S、花色苷质量比Aty、总酚质量比TP、VC质量比VC.分析可知，覆盖处理能显著提升酿酒葡萄果实中可溶性固形物含量(P<0.05)，其中秸秆覆盖处理最高，CK最低，秸秆覆盖和地膜覆盖处理的可溶性固形物分别较CK分别提高20.06%(P<0.05)和10.37%(P<0.05).可滴定酸含量为秸秆覆盖和地膜覆盖最高，分别较CK提高5.79%和10.14%，但覆盖处理对可滴定酸含量的影响不具有统计学意义(P>0.05).覆盖处理对可溶性糖含量的影响具有统计学意义(P<0.05)，秸秆覆盖和地膜覆盖的可溶性糖含量分别较CK提高16.39%(P<0.05)和11.99%(P<0.05).酿酒葡萄的糖酸比是影响葡萄酒品质的重要影响因素，糖酸比过高或过低均会影响酿造葡萄酒的口感，在本试验中，覆盖处理对糖酸比的影响不具有统计学意义(P>0.05)，各处理为秸秆覆盖处理最高，为25.00，而CK最低，为22.72.

表4 覆盖处理对酿酒葡萄营养品质的影响

覆盖处理能显著提高花色苷质量比，其中秸秆覆盖处理达到最大值，为6.28 mg/g，秸秆覆盖和地膜覆盖处理的花色苷质量比分别较CK提高6.98%(P<0.05)和6.64%(P<0.05).酚类物可显著提高酿酒葡萄果实芳香味，有利于酿造葡萄酒口感的提升，覆盖处理对总酚质量比的影响具有统计学意义(P<0.05)，其中地膜覆盖处理的葡萄总酚质量比最大，秸秆覆盖和地膜覆盖的总酚质量比分别较CK提高6.35%(P<0.05)和13.27%(P<0.05).葡萄酒中丰富的VC，对人体有很好的消食和保健作用，此外还能起到一定的抗酒体氧化作用.根据试验结果，覆盖处理对酿酒葡萄中VC质量比的影响具有统计学意义(P<0.01)，其中秸秆覆盖处理的VC含量最高，为8.75 mg/g，秸秆覆盖和地膜覆盖的VC质量比分别较CK提高14.98%(P<0.05)和9.72%(P<0.05).

3 讨 论

覆盖措施能显著促进果树作物生长发育和提高产量，且能够有效降低土壤棵间蒸发，提高水分利用效率，而秸秆和地膜由于材料易于获取且价格低廉，具有很大的推广优势.侯婷等[12]设置了黑膜、葡萄木屑以及芦苇秸秆3种覆盖材料，研究不同覆盖对葡萄产量和品质的影响，结果表明覆盖能提高0～40 cm土层内的土壤含水量，0～20 cm黑膜处理效果最好，20～40 cm内芦苇秸秆处理效果最好，这与文中研究结果一致.本研究中，秸秆覆盖和地膜覆盖处理的土壤质量含水率平均值分别较CK提高了12.97%和12.18%，秸秆覆盖表现出最佳的保水效果.这是由于秸秆覆盖条件下，土壤温度较低，土壤水分蒸发能力大幅减弱，因此无效蒸发损失也相对减少；地膜覆盖条件下，由于土壤温度较高，土壤水分蒸发能力增强，水分透过膜孔散失量会多于秸秆覆盖.

张晓霞等[13]在甘肃河西地区研究发现，相同灌水量条件下覆盖相比不覆盖处理均能不同程度改善葡萄新梢生长特性；本研究中，秸秆覆盖处理株高和新梢生长最高，显著高于地膜覆盖和CK，这主要是由于秸秆覆盖有利于土壤中有机质含量的增加，且保墒效果最好，进而促进了株高和新梢生长.

地面覆盖技术对苹果树叶片光合效率具有显著的促进作用[14]，也有利于夏黑葡萄叶片的光合积累[15].文中研究表明，覆盖措施对葡萄SPAD值的影响具有统计学意义(P<0.01)，这主要是由于覆盖措施能有效保持土壤中的水分和养分供给，能减少土壤中的水分进入空气中，增加水分在土壤中的横向传输，植物根系可获得更加充足的水分，促进了光合作用进行[16].

张晓霞等[13]研究表明，覆盖处理对葡萄果粒纵径影响差异不具有统计学意义，而对果实横径影响具有统计学意义.文中研究发现地膜覆盖对土壤温度提升效果明显，因而对葡萄果实横径生长产生一定抑制作用，覆盖处理对酿酒葡萄果实纵径的影响具有统计学意义(P<0.05)，但对果实横径影响不具有统计学意义，这主要是由于试验地区气候条件和土壤条件不同，造成试验结果有所差异.

覆盖处理对葡萄果形指数和颜色指数的影响均具有统计学意义，秸秆覆盖处理的果形指数和颜色指数均最高，这主要是由于秸秆覆盖改善了土壤状况，增加了营养物质并促进土壤中养分溶解，从而使葡萄保持相对稳定的营养生长和生殖生长，促进了果实增大和着色.

张义等[17]研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖等对于黄土高原沟壑区苹果生长和产量的影响，研究表明砂石覆盖处理的中短枝比例和果实产量最高.文中研究中，秸秆覆盖处理单粒质量和产量均为最高.

葡萄果实品质的好坏对葡萄酒酿造具有决定性作用，庞群虎等[11]研究发现，覆膜处理对可溶性糖以及花色苷含量提升效果最好，马齿苋覆盖对可溶性固形物、可滴定酸和还原性糖的提升效果最好.这与文中研究结果不一致，主要是因其选用覆盖材料不同.

文中研究表明，秸秆覆盖处理对可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖以及花色苷质量比提升效果最好.这主要是由于有机物覆盖能减弱地面辐射，有效调节土壤温度，促进葡萄糖酸比提高，此外，秸秆覆盖改善了园区土壤肥力和微环境，对土壤湿度具有显著的调节作用，有利于可溶性固形物和可溶性糖含量提高.酚类物可显著提高酿酒葡萄果实芳香味.文中研究表明，覆盖处理对总酚质量比的影响具有统计学意义，地膜覆盖处理的葡萄总酚质量比最大，这与XI等[18]研究结果一致.根据试验结果，覆盖处理对酿酒葡萄中VC质量比的影响具有统计学意义，且秸秆覆盖处理的VC质量比最高.

4 结 论

秸秆覆盖和地膜覆盖土壤的质量含水率分别较CK提高12.97%和12.18%；秸秆覆盖葡萄株高和新梢长分别较CK提高26.28%和24.26%，葡萄生长发育最好.秸秆覆盖SPAD值较CK提高14.47%，有利于光合作用进行.秸秆覆盖处理的果实横径和纵径分别较CK提高18.11%和3.38%，秸秆覆盖处理的单粒质量和产量分别较CK增加12.70%和26.07%.秸秆覆盖处理的可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖含量，以及花色苷、总酚和VC质量比分别较CK提高20.06%，5.79%，16.39%，6.98%，6.35%和14.98%.

综上，秸秆覆盖处理对土壤保水效果最佳，有利于促进葡萄植株株高和新梢生长，光合效率显著提高，单粒质量和产量均达到最高，且能显著提高葡萄果实品质.