不同年份赤霞珠葡萄根系分布研究

繆成鵬，白春艷，魏如騰，孫海東

（山西戎子酒莊有限公司，山西鄉(xiāng)寧042100）

葡萄（V.vitisL.）屬于葡萄屬落葉藤本植物，植株由地上部和地下部構(gòu)成。根是植株的地下部，固定并支撐整個植株，同時保證葡萄的水分和營養(yǎng)元素的吸收[1-3]。葡萄實生根系通常由主根、側(cè)根和須根組成。葡萄可形成4～5級側(cè)根。吸收根較細，主要功能是從土壤中吸收水分和礦物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為有機物[4-5]。植物根系賴以生存的土壤環(huán)境及肥、水、熱、氣、微生物等生態(tài)因子構(gòu)成了根土系統(tǒng)。受各種因素的影響，根系在土壤中垂直方向和水平方向呈現(xiàn)出一定的分布特征[6]。

眾所周知，氣候和土壤等因素及栽培管理技術(shù)共同決定了釀酒葡萄的品質(zhì)。土壤容重是指一定容積內(nèi)（含土壤孔隙）的土壤重量，單位通常為g/cm3。容重是土壤最重要的物理性質(zhì)之一，能充分反映土壤質(zhì)量和土壤生產(chǎn)力水平，測定土壤容重的經(jīng)典方法為環(huán)刀法[7]。土壤容重與土壤孔隙度有著密切聯(lián)系，可以反映土壤的透氣性、入滲性、持水性和導水性等關(guān)鍵參數(shù)[8]。土壤容重小，表明土壤較疏松，通透性好，肥力較高，反之，土壤容重大，表明土體緊實，結(jié)構(gòu)性和通透性較差[9-10]。

本試驗以山西戎子酒莊有限公司葡萄種植基地內(nèi)赤霞珠葡萄樹為研究對象，通過壕溝法對不同年份葡萄根系分布及土壤容重進行了分析研究，得出該地區(qū)葡萄根系和土壤容重的空間分布情況，旨在為改善釀酒葡萄生長環(huán)境，提高釀酒葡萄品質(zhì)，進而為提高葡萄酒的內(nèi)在品質(zhì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

試驗材料：山西戎子酒莊葡萄園同一地塊的赤霞珠葡萄根系，葡萄苗栽培時間為2007年，分別在2014年、2015年和2017年對赤霞珠葡萄植株進行試驗研究，葡萄植株位于整塊地的中央位置。

儀器設(shè)備：鋅合金數(shù)顯卡尺，上海美耐特實業(yè)有限公司；180 cm3不銹鋼環(huán)刀，北京沃特蘭德科技有限公司；DHG-系列電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；APTP457A電子天平，深圳安普特電子科技有限公司。

1.2 試驗方法

葡萄根系的測定：采用壕溝法對山西戎子酒莊葡萄園赤霞珠葡萄根系進行分析研究,在距離葡萄根主干50 cm處挖垂直土壤剖面，以選定的葡萄樹為坐標原點，向左右兩邊各挖長1.0 m，寬80 cm，深2.0 m，根直徑可分為3級，分別為≤2.0 mm，2.1～5.0 mm，≥5.1 mm，使用數(shù)顯卡尺量測量根系直徑，從而調(diào)查葡萄根系集中分布層。

土壤容重的測定：土壤容重也稱干容重，本實驗采用環(huán)刀法，在垂直土壤剖面0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～120 cm、120～140 cm、140～160 cm、160～180 cm、180～200 cm中心處，將容積為180 cm3的環(huán)刀垂直壓入土壤中，使土樣充滿其中，用鐵鏟除去環(huán)刀周圍多余的土壤，取出已裝滿土的環(huán)刀，帶回實驗室，將樣品放在105℃的電熱鼓風干燥箱中，烘至土壤恒重，使用電子天平稱重，按以下公式計算土壤容重。

式中：ρ——土壤容重，g/cm3；

m2——環(huán)刀與烘干土質(zhì)量，g；

m1——環(huán)刀的質(zhì)量，g；

V——環(huán)刀容積，cm3。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份葡萄根系的分布

2.1.1 7年樹齡根系分布情況

戎子酒莊2007年定植的赤霞珠葡萄樹，圖1為2014年（7年樹齡）距離主干50 cm，長2.0 m，寬80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布情況，圖2為2014年葡萄根系的水平分布情況。

圖1 7年樹齡葡萄根系的垂直分布

圖2 7年樹齡葡萄根系的水平分布

由圖1可知，赤霞珠7年樹齡葡萄根系的垂直分布主要以小于或等于2.0 mm的吸收根和2.1～5.0 mm的側(cè)根為主，其中小于或等于2.0 mm的吸收根集中分布在80～140 cm的土層，分布率為74.49%；2.1～5.0 mm的側(cè)根集中分布在80～100 cm的土層，分布率為22.96%；大于或等于5.1 mm的側(cè)根較少，主要分布40～100 cm的土層，分布率為2.55%。

由圖2可知，赤霞珠7年樹齡葡萄根系的水平分布主要以小于或等于2.0 mm的吸收根為主，吸收根在水平寬度100 cm以內(nèi)的土層都有分布，分布率為85.63%；其次根系分布較多的是2.1～5.0 mm的側(cè)根，主要集中分布在水平寬度80 cm以內(nèi)的土層，分布率為12.50%；大于或等于5.1 mm的側(cè)根最少，主要分布在水平寬度40 cm以內(nèi)的土層，分布率為1.87%。

2.1.2 8年樹齡根系分布情況

圖3和圖4分別為2015年（8年樹齡）距離主干50 cm，長2.0 m，寬80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布和水平分布情況。

圖3 8年樹齡葡萄根系的垂直分布

圖4 8年樹齡葡萄根系的水平分布

由圖3可知，赤霞珠8年樹齡和7年樹齡根系的垂直分布大致相同，不同之處在于根系的數(shù)量和根系的分布率。小于或等于2.0 mm的吸收根主要集中分布在60～100 cm的土層，分布率為78.57%，2.1～5.0 mm的側(cè)根主要分布在40～140 cm的土層，分布率為17.85%，大于或等于5.1 mm的側(cè)根分布在40～120 cm的土層，分布率為3.57%。

由圖4可知，赤霞珠8年樹齡葡萄根系隨著水平寬度的增加，根系分布越來越少，但相比7年樹齡，根系的總數(shù)有所增加，而且根的粗度也有了明顯的變化。在水平寬度100 cm之內(nèi)的土層主要以小于或等于2.0 mm的吸收根為主，分布率為82.45%；其次為2.1～5.0 mm的側(cè)根，分布率為13.83%；大于或等于5.1 mm的側(cè)根主要分布在水平寬度60 cm以內(nèi)的土層，分布率為3.72%。

2.1.3 10年樹齡根系分布情況

圖5和圖6分別為2017年（10年樹齡）距離主干50 cm，長2.0 m，寬80 cm，深2.0 m葡萄根系的垂直分布和水平分布情況。

圖5 10年樹齡葡萄根系的垂直分布

圖6 10年樹齡葡萄根系的水平分布

由圖5可知，葡萄根系不斷在土壤中縱深擴展，10年樹齡葡萄根系相比較7年樹齡和8年樹齡，根系數(shù)量在迅速擴增，說明葡萄園的土壤體積、緊密度、肥力等條件，適宜赤霞珠葡萄植株的生長。小于或等于2.0 mm的吸收根集中分布在40～140 cm的土層，分布率為91.99%；2.1～5.0 mm的側(cè)根集中分布在60～140 cm的土層，分布率為6.64%；大于或等于5.1 mm的側(cè)根主要分布在80～140 cm的土層，分布率為1.36%。

由圖6可知，10年樹齡根系與7年樹齡、8年樹齡相比，葡萄根系不斷在土壤中橫向擴展。根系主要以小于或等于2.0 mm的吸收根為主，分布在100 cm之內(nèi)的土層，分布率為92.38%；2.1～5.0 mm的側(cè)根集中分布在水平寬度80 cm之內(nèi)的土層，分布率為6.54%；大于或等于5.1 mm的側(cè)根集中分布在水平寬度40 cm之內(nèi)的土層，分布率為1.07%。

2.2 不同年份葡萄根系分布和土壤容重的比較

2.2.1 不同年份葡萄根系分布的比較（表1、表2）

由表1可知，赤霞珠葡萄根系的垂直分布有以下規(guī)律：隨著土層深度的變化，根系的分布率呈倒U型，不同樹齡的赤霞珠，根系的集中分布區(qū)大致相同，分布率有差異。從分布范圍來看，根系主要分布在20～180 cm的土層。其中，7年樹齡根系的分布率為91.01%，8年樹齡根系的分布率為92.82%，10年樹齡根系的分布率為92.34%。根系主要以小于或等于2 mm的吸收根為主，其次含量較多的是2.1～5.0 mm側(cè)根，大于或等于5.1 mm的側(cè)根較少。

由表2可知，隨著水平寬度的擴增，赤霞珠葡萄根系的分布率呈下降趨勢，根系主要集中分布在水平寬度0～80 cm內(nèi)的土層，在該水平寬度范圍內(nèi)，7年樹齡根系的分布率為85.00%，8年樹齡根系的分布率為83.51%，10年樹齡根系的分布率為84.50%。同樣根系主要以小于或等于2 mm的吸收根為主，其次含量較多的是2.1～5.0 mm側(cè)根，大于或等于5.1 mm的側(cè)根較少。

表1 各土層深度根系分布情況

2.2.2 不同年份土壤容重的比較（表3）

土壤是一個龐大而復雜的系統(tǒng)，土壤質(zhì)量不僅包括其基本理化性質(zhì)及微生物特性，同時還受到諸多地形、地貌、降雨、地理位置、生態(tài)類型、耕作管理措施等綜合因素的影響[11]。土壤容重和孔隙度可以較好地反映土壤的疏松程度、通氣能力、持水能力和溶質(zhì)遷移潛力等[12]。由表3可知，隨著土層深度的增加，土體由于超負荷的壓力而變得更加堅實，造成土壤容重沿土壤剖面逐漸增大。2014年土壤容重范圍為 1.05～1.33 g/cm3，平均容重為 1.19 g/cm3；2015年土壤容重范圍為1.14～1.36 g/cm3，平均容重為1.26 g/cm3；2017年土壤容重范圍為1.29～1.39 g/cm3，平均容重為 1.35 g/cm3。

表2 各土層水平根系分布情況

表3 不同年份土壤容重的比較

3 結(jié)論

本實驗對戎子酒莊葡萄園赤霞珠7年樹齡、8年樹齡和10年樹齡葡萄根系的分布情況進行了研究。研究得出，赤霞珠葡萄根系主要以小于或等于2 mm的吸收根為主，其次含量較多的是2.1～5.0 mm側(cè)根，大于或等于5.1 mm的側(cè)根較少。

不同樹齡赤霞珠葡萄根系隨著土層深度的變化，根系的分布率呈倒U型曲線，根系的集中分布區(qū)大致相同，主要分布在20～180 cm的土層，但是分布率有差異。隨著水平寬度的擴增，根系的分布率呈下降趨勢，根系主要集中分布在水平寬度80 cm以內(nèi)的土層。葡萄根的結(jié)構(gòu)隨樹齡不同而發(fā)生變化，隨著樹齡的增長，葡萄根系不斷在土壤中橫向和縱深擴展。因此，赤霞珠根系的分布與葡萄的樹齡有密切關(guān)系。

土壤容重沿0～200 cm土壤剖面呈現(xiàn)出從低到高的趨勢，隨著年份的增加，土壤容重逐漸增大。總體來看，剖面土壤容重變化范圍在1.05～1.39 g/cm3，由于鄉(xiāng)寧縣東廒村屬于海拔較高的區(qū)域，其氣候特征不易于有機質(zhì)的分解，從而使土壤有機質(zhì)含量較高，使得土壤容重較低，氧氣擴散快，根系發(fā)達，適合葡萄植物生長。