香格里拉高原葡萄酒产区土壤养分丰缺及垂直分布特征分析

曹海阔，罗春艳，张振文，王家逵，墨顺荣，曹建宏*

（1. 香格里拉酒业股份有限公司，云南香格里拉 674400；2. 西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 712100；3. 迪庆香格里拉经济开发区农业科技服务中心，云南香格里拉 674400）

我国酿酒葡萄产区主要集中在新疆、宁夏、甘肃、环渤海湾等产区。西南地区包括云贵川等高原地带，是我国新兴的特色葡萄酒产区，香格里拉高原产区是其中的代表，位于喜玛拉雅山东南麓三江并流区[1]，98°3'56''～99°32'20''E，27°33'44''～29°15'2''N，海拔1800～2800 m。区域内的澜沧江和金沙江峡谷，具有高海拔、低纬度[2]的特点。经过多年引种试验，‘赤霞珠’‘西拉’‘美乐’和‘霞多丽’等优质品种表现良好，酿造出的葡萄酒得到广泛认可。

众所周知，葡萄酒的风格和品质与风土紧密相关，而土壤特性及养分状况对葡萄品质具有重要影响[3-4]，因此合理施肥可以提升葡萄产量与品质[5-7]。自2009年开始，香格里拉酒业对德钦高原葡萄园进行了200 hm2有机认证，在德钦东水村、荣中村以及斯农村进行土地流转，建立了33 hm2小产区精品葡萄园。近年，围绕该产区的海拔高度、本土酵母等方面已开展了部分研究[8-9]，但针对高海拔地区土壤养分的调查较少涉及。为此，作者选择德钦基地海拔在2200 m左右地块内0～60 cm土层进行取样检测，以分析各地块土壤养分状况，提出土壤改良及施肥方案建议，为葡萄园的合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 土样采集及制备

香格里拉高原产区德钦基地分布在3个村子。东水村：位于99°1′58″E，28°4′35″N，海拔2250 m，在白马雪山脚下，金沙江河谷右岸，毗邻东水河，气候温润，土壤以砾石壤土为主；荣中村：位于98°8′35″E，28°4′41″N，海拔2200 m，在梅里雪山脚下，澜沧江右岸，气候较干旱，土壤以砂质壤土为主；斯农村：位于98°8′06″E，28°4′88″N，海拔2300 m，在梅里雪山脚下，澜沧江右岸，气候温和，土壤以砾质壤土为主。在3个自然村的葡萄园中各选取7个片区，共21个地块作为采样区，根据各地块划分的小区域，按照面积和地形，取地块面积大于667 m2、地形平缓、海拔接近的地块随机取样。

采用随机多点方法，根据地块面积每个采样区随机选取5～10个点，遍布整个地块。在距离葡萄树主蔓30～40 cm处使用螺旋土钻分别采集0～20、20～40、40～60 cm土层土样，按照相应土层进行等比混合均匀作为一个样品。用四分法去掉多余样品，每个样保留约1 kg装入塑料自封袋中，带回实验室，去杂、风干、研磨，用100目尼龙筛过筛后备用[10-12]。

1.2 测定方法

土壤pH采用电极电位法[13]；有机质（OM）采用重铬酸钾氧化-外加热法[14]；速效氮（AN）参考栗忱的方法[15]；速效磷（AP）采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法[16]；速效钾（AK）采用乙酸铵浸提-原子吸收法[17]；全氮（TN）采用半微量凯式定氮法；全磷（TP）采用NaOH熔融-钼锑抗显色-紫外分光光度法[18]，全钾（TK）采用碱熔融-火焰光度计法[19]。有效铜、锌、铁、锰等矿质元素均用ICP-MS进行检测[20-21]。

1.3 数据处理

所有的数据处理均采用Excel 2010与SPSS 25.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 葡萄园土壤养分特征

根据全国第二次土壤普查养分分级标准，1级和2级的土壤养分含量高，土壤肥沃；3级的土壤养分含量中等，土壤较肥沃；4级的土壤养分含量较低，土壤较贫瘠；5级和6级的土壤养分含量低甚至极低，土壤贫瘠。

2.1.1 东水基地土壤养分差异分析

东水葡萄园0～60 cm土层各种养分的丰缺程度不尽相同。由表1可以看出，东水基地的土壤pH呈微碱性，土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量均为中等偏上，速效磷含量中等，速效氮以及速效钾含量偏低。东水基地土壤中其它微量元素，除有效硼含量中等外，有效铜、锌、铁等微量元素含量均较高。同时，从表1中还可以发现，除pH值的变异仅为1.0%外，其他各类微量元素变异相差很大，速效氮、速效磷、全磷、有效锌及有效硼变异≥30%，其余微量元素均在10%～30%。各土壤养分变异程度大小依次为速效磷＞有效锌＞速效氮＞有效硼＞全磷＞有效铜＞速效钾＞有效镁＞全氮＞有机质＞全钾＞有效铁＞有效锰＝有效硅＞有效钙＞pH。

表1 东水基地土壤0～60 cm土层养分描述性统计特征Table 1 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Dongshui base

2.1.2 荣中基地土壤养分差异分析

由表2可以看出，依据全国第二次土壤普查养分分级标准，荣中基地的土壤pH呈弱碱性，土壤中全钾含量均中等偏上，有机质、速效氮、磷、钾以及全氮、全磷含量均处于低水平。土壤中除有效钙、镁含量中等偏上外，有效铜、铁、锰含量中等，其他均处于较低水平，土壤贫瘠。同时，从表2中亦可以发现，各类微量元素有一定差异。其中，有效铁、有效铜变异系数较大，而pH值的变异系数仅为0.6%，速效磷、有效硅、速效氮、有效镁、全钾、有效钙、全磷在10%～30%，其余8个指标均≥30%。各土壤养分变异程度大小依次为有效铁＞有效铜＞有效锰＞有效硼＞有效锌＞全氮＞有机质＞速效钾＞速效磷＞有效硅＞速效氮＞有效镁＞全钾＞有效钙＞全磷＞pH。

表2 荣中基地土壤0～60 cm土层养分描述性统计特征Table 2 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Rongzhong base

2.1.3 斯农基地土壤养分差异分析

依据全国第二次土壤普查养分分级标准，由表3可以看出斯农基地的土壤pH呈微碱性，土壤中全钾含量均中等偏上，有机质含量中等，速效磷、钾以及全氮、全磷含量均处于中等偏下水平，速效氮含量很低。斯农基地土壤中其它微量元素，除有效硼含量较低外，其它均处于中等及偏上水平，尤其有效铜、钙含量较高。同时，从表3中亦可以发现，各类微量元素变异相差很大，其中pH值、全钾、有效钙、有效硅＜10%，有机质、全氮、有效硼、速效氮、有效镁在10%～30%，其余7个指标均≥30%外，各土壤养分变异程度大小依次为速效磷＞有效铁＞全磷＞有效锌＞有效铜＞速效钾＞有效锰＞有机质＞全氮＞有效硼＞速效氮＞有效镁＞有效硅＞有效钙＞全钾＞pH。

表3 斯农基地土壤0～60 cm土层养分描述性统计特征Table 3 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Sinong base

2.2 土壤养分含量垂直分布情况

由图1可以看出，荣中村葡萄园的肥力要弱于东水村和斯农村，三地葡萄园pH均呈弱碱性，随空间分布从上层到下层逐渐升高。

依据全国第二次土壤普查养分分级标准，东水基地各地块土壤有机质含量丰富，是三地葡萄园中含量最高的，除个别地块中下层偏低外，其它均处于中等偏上水平，不存在显著性差异。大量元素速效氮、磷、钾整体处于较低水平，且整体来看，空间垂直分布上由表层到下层含量逐渐降低，差异性较显著。全氮含量整体处于较高水平，尤其是表层土壤含量丰富，随空间分布从上层到下层逐渐降低；全磷含量整体均处于中等及偏上；全钾含量除个别地块中等偏上外，整体处于较低水平。大多数微量元素总体来看均处于较高水平，土壤肥沃，尤其是有效铜、铁、钙含量十分丰富，有效锌与有效硼含量较低，处于中等偏下，各类微量元素在空间分布上无明显规律，在上中下三层均有含量丰富的元素。

由图1可以发现，荣中基地各地块土壤有机质含量很低，整体处于较低水平；速效氮、磷、钾三种元素整体含量很低或非常低，全钾含量在各地块处于中等偏上外，全氮、磷含量均处于低水平；整体来看，空间垂直分布上由表层到下层，除全磷含量逐渐升高外，其余元素含量均逐渐降低。在荣中基地各地块中元素有效铜整体中等偏上，各地块间不存在显著性差异；有效锌整体处于较低或很低水平；有效铁、锰、硅含量在所有地块中均处于中等水平；有效钙、镁在各地块中含量均较高，整体从表层到下层呈下降趋势；有效硼整体均处于中等水平，有效钙、镁、硼在各地块间存在显著差异，荣中地块整体比较贫瘠。

图1 香格里拉高原葡萄园各土层养分状况Figure 1 Nutrient status of soil layers in Shangri-La plateau wine producing area

由图1得出，斯农基地有机质含量在三地葡萄园中处于中间水平，比较接近东水村，尤其表层有机质含量均在中等偏上，中下层处于中等水平；速效氮含量均较低或很低，且随空间表层至下层逐渐降低，速效磷、速效钾整体处于中等偏下水平；全氮含量相对丰富，尤其表层，整体处于中等偏上水平，全磷除个别地块含量中上外，其余地块含量均较低或很低；全钾含量在各地块上中下层均较高，大量元素除全磷在各地块间存在较显著差异外，其余均差异不显著。从斯农地块整体来看，元素有效铜、铁、钙、镁、硅的含量均处于较高水平，有效锌整体含量处于中等偏低，有效锰含量中等及以上，有效硼均处于中等及偏下水平。整体上斯农基地有机质及矿质元素含量较为丰富，土壤相对比较肥沃。

2.3 不同地块土壤养分含量差异性

由图2A可以看出，东水村与斯农村的有机质含量均比较丰富，而荣中村则比较匮乏，而且存在显著差异。由图2B、2C可以看出，三个村葡萄园的速效氮、磷、钾均处于较低水平，东水与斯农村的全氮、全磷含量高于荣中村，但含量均偏低；荣中村与斯农村的全钾含量比较丰富，东水村含量比较低。从图2中可以发现，三村葡萄园土壤氮磷钾元素均存在显著差异，土壤有效钙、镁含量均比较丰富；其它元素中，东水村与斯农村含量均高于荣中村，荣中村除有效铜含量处于中上水平外，其余均处于偏低水平。东水村、斯农村的土壤肥沃程度要好于荣中村。

图2 香格里拉高原葡萄园不同地块土壤养分含量差异性对比Figure 2 Differences of various substances in Shangri-La plateau wine producing area

3 讨论与结论

葡萄适应性强，可以在各种各样的土壤中生长，如沙荒、河滩、盐碱地、山石坡地等，但不同的土壤条件对葡萄生长和结果的影响不同[22-25]。土壤的质地、养分有效性、有机质含量、pH以及各种微量元素可直接影响葡萄的生长发育[26-30]。在葡萄生长过程中，肥料是保证树体正常发育的重要因素，因地制宜的施肥不仅可以提高葡萄产量和品质，还能提高葡萄园的土壤肥力和环境效益。

曹建宏等[31]研究认为，云南香格里拉高原葡萄酒产区地质结构复杂，随海拔的升降，在一定的空间呈“阶梯状”排列分布。本研究中东水村海拔2250 m，位于金沙江河谷右岸，斯农村海拔2200 m、荣中村海拔2300 m，均位于澜沧江河谷右岸，海拔高度以及江河流域的差异导致土壤性状的不同，因而土壤中营养元素的含量存在较明显差异。诸多研究亦表明，地形作为五大成土因素之一，直接影响土壤养分的空间分布[32-33]，赛牙热木·哈力甫等[34]研究认为，海拔高度与土壤中氮磷钾含量呈负相关。本研究发现，在香格里拉高原产区葡萄园海拔高度超过2000 m时，氮磷钾等元素的含量亦呈现出较低水平，且大多数元素在空间垂直分布上由表层到下层呈现较明显的下降趋势。具体而言，东水、斯农村土壤有机质含量普遍在中等以上，荣中村相对偏低，绝大多数地块土壤速效氮、磷和钾平均含量处于较低水平；土壤有效钙的含量丰富，有效锌和硼的含量各地块有较明显差异，其它微量元素含量较高，不同区域营养元素的差异，会影响葡萄的产量与质量，从而导致酒的品质、风格等出现差异。

通过本研究，基本摸清了香格里拉高原葡萄酒产区土壤养分状况，据此可根据葡萄不同生长阶段，适时补充相应元素，以保证葡萄的营养所需，提升葡萄产量以及品质。对土壤进行改良，提高各地块偏低元素的含量；增加有机肥的使用，降低土壤pH，同时加深施肥深度，提高根系层有机质含量，以保证养分的高效利用，为生产高产优质葡萄生产提供必要的营养保证。