香格里拉高原葡萄酒產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺及垂直分布特征分析

曹海闊，羅春艷，張振文，王家逵，墨順榮，曹建宏*

（1. 香格里拉酒業(yè)股份有限公司，云南香格里拉 674400；2. 西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌 712100；3. 迪慶香格里拉經(jīng)濟開發(fā)區(qū)農(nóng)業(yè)科技服務中心，云南香格里拉 674400）

我國釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)主要集中在新疆、寧夏、甘肅、環(huán)渤海灣等產(chǎn)區(qū)。西南地區(qū)包括云貴川等高原地帶，是我國新興的特色葡萄酒產(chǎn)區(qū)，香格里拉高原產(chǎn)區(qū)是其中的代表，位于喜瑪拉雅山東南麓三江并流區(qū)[1]，98°3'56''～99°32'20''E，27°33'44''～29°15'2''N，海拔1800～2800 m。區(qū)域內(nèi)的瀾滄江和金沙江峽谷，具有高海拔、低緯度[2]的特點。經(jīng)過多年引種試驗，‘赤霞珠’‘西拉’‘美樂’和‘霞多麗’等優(yōu)質品種表現(xiàn)良好，釀造出的葡萄酒得到廣泛認可。

眾所周知，葡萄酒的風格和品質與風土緊密相關，而土壤特性及養(yǎng)分狀況對葡萄品質具有重要影響[3-4]，因此合理施肥可以提升葡萄產(chǎn)量與品質[5-7]。自2009年開始，香格里拉酒業(yè)對德欽高原葡萄園進行了200 hm2有機認證，在德欽東水村、榮中村以及斯農(nóng)村進行土地流轉，建立了33 hm2小產(chǎn)區(qū)精品葡萄園。近年，圍繞該產(chǎn)區(qū)的海拔高度、本土酵母等方面已開展了部分研究[8-9]，但針對高海拔地區(qū)土壤養(yǎng)分的調(diào)查較少涉及。為此，作者選擇德欽基地海拔在2200 m左右地塊內(nèi)0～60 cm土層進行取樣檢測，以分析各地塊土壤養(yǎng)分狀況，提出土壤改良及施肥方案建議，為葡萄園的合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 土樣采集及制備

香格里拉高原產(chǎn)區(qū)德欽基地分布在3個村子。東水村：位于99°1′58″E，28°4′35″N，海拔2250 m，在白馬雪山腳下，金沙江河谷右岸，毗鄰東水河，氣候溫潤，土壤以礫石壤土為主；榮中村：位于98°8′35″E，28°4′41″N，海拔2200 m，在梅里雪山腳下，瀾滄江右岸，氣候較干旱，土壤以砂質壤土為主；斯農(nóng)村：位于98°8′06″E，28°4′88″N，海拔2300 m，在梅里雪山腳下，瀾滄江右岸，氣候溫和，土壤以礫質壤土為主。在3個自然村的葡萄園中各選取7個片區(qū)，共21個地塊作為采樣區(qū)，根據(jù)各地塊劃分的小區(qū)域，按照面積和地形，取地塊面積大于667 m2、地形平緩、海拔接近的地塊隨機取樣。

采用隨機多點方法，根據(jù)地塊面積每個采樣區(qū)隨機選取5～10個點，遍布整個地塊。在距離葡萄樹主蔓30～40 cm處使用螺旋土鉆分別采集0～20、20～40、40～60 cm土層土樣，按照相應土層進行等比混合均勻作為一個樣品。用四分法去掉多余樣品，每個樣保留約1 kg裝入塑料自封袋中，帶回實驗室，去雜、風干、研磨，用100目尼龍篩過篩后備用[10-12]。

1.2 測定方法

土壤pH采用電極電位法[13]；有機質（OM）采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法[14]；速效氮（AN）參考栗忱的方法[15]；速效磷（AP）采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[16]；速效鉀（AK）采用乙酸銨浸提-原子吸收法[17]；全氮（TN）采用半微量凱式定氮法；全磷（TP）采用NaOH熔融-鉬銻抗顯色-紫外分光光度法[18]，全鉀（TK）采用堿熔融-火焰光度計法[19]。有效銅、鋅、鐵、錳等礦質元素均用ICP-MS進行檢測[20-21]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有的數(shù)據(jù)處理均采用Excel 2010與SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄園土壤養(yǎng)分特征

根據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，1級和2級的土壤養(yǎng)分含量高，土壤肥沃；3級的土壤養(yǎng)分含量中等，土壤較肥沃；4級的土壤養(yǎng)分含量較低，土壤較貧瘠；5級和6級的土壤養(yǎng)分含量低甚至極低，土壤貧瘠。

2.1.1 東水基地土壤養(yǎng)分差異分析

東水葡萄園0～60 cm土層各種養(yǎng)分的豐缺程度不盡相同。由表1可以看出，東水基地的土壤pH呈微堿性，土壤中有機質、全氮、全磷、全鉀含量均為中等偏上，速效磷含量中等，速效氮以及速效鉀含量偏低。東水基地土壤中其它微量元素，除有效硼含量中等外，有效銅、鋅、鐵等微量元素含量均較高。同時，從表1中還可以發(fā)現(xiàn)，除pH值的變異僅為1.0%外，其他各類微量元素變異相差很大，速效氮、速效磷、全磷、有效鋅及有效硼變異≥30%，其余微量元素均在10%～30%。各土壤養(yǎng)分變異程度大小依次為速效磷＞有效鋅＞速效氮＞有效硼＞全磷＞有效銅＞速效鉀＞有效鎂＞全氮＞有機質＞全鉀＞有效鐵＞有效錳＝有效硅＞有效鈣＞pH。

表1 東水基地土壤0～60 cm土層養(yǎng)分描述性統(tǒng)計特征Table 1 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Dongshui base

2.1.2 榮中基地土壤養(yǎng)分差異分析

由表2可以看出，依據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，榮中基地的土壤pH呈弱堿性，土壤中全鉀含量均中等偏上，有機質、速效氮、磷、鉀以及全氮、全磷含量均處于低水平。土壤中除有效鈣、鎂含量中等偏上外，有效銅、鐵、錳含量中等，其他均處于較低水平，土壤貧瘠。同時，從表2中亦可以發(fā)現(xiàn)，各類微量元素有一定差異。其中，有效鐵、有效銅變異系數(shù)較大，而pH值的變異系數(shù)僅為0.6%，速效磷、有效硅、速效氮、有效鎂、全鉀、有效鈣、全磷在10%～30%，其余8個指標均≥30%。各土壤養(yǎng)分變異程度大小依次為有效鐵＞有效銅＞有效錳＞有效硼＞有效鋅＞全氮＞有機質＞速效鉀＞速效磷＞有效硅＞速效氮＞有效鎂＞全鉀＞有效鈣＞全磷＞pH。

表2 榮中基地土壤0～60 cm土層養(yǎng)分描述性統(tǒng)計特征Table 2 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Rongzhong base

2.1.3 斯農(nóng)基地土壤養(yǎng)分差異分析

依據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，由表3可以看出斯農(nóng)基地的土壤pH呈微堿性，土壤中全鉀含量均中等偏上，有機質含量中等，速效磷、鉀以及全氮、全磷含量均處于中等偏下水平，速效氮含量很低。斯農(nóng)基地土壤中其它微量元素，除有效硼含量較低外，其它均處于中等及偏上水平，尤其有效銅、鈣含量較高。同時，從表3中亦可以發(fā)現(xiàn)，各類微量元素變異相差很大，其中pH值、全鉀、有效鈣、有效硅＜10%，有機質、全氮、有效硼、速效氮、有效鎂在10%～30%，其余7個指標均≥30%外，各土壤養(yǎng)分變異程度大小依次為速效磷＞有效鐵＞全磷＞有效鋅＞有效銅＞速效鉀＞有效錳＞有機質＞全氮＞有效硼＞速效氮＞有效鎂＞有效硅＞有效鈣＞全鉀＞pH。

表3 斯農(nóng)基地土壤0～60 cm土層養(yǎng)分描述性統(tǒng)計特征Table 3 Descriptive statistical characteristics of soil nutrients in 0-60 cm soil layer of Sinong base

2.2 土壤養(yǎng)分含量垂直分布情況

由圖1可以看出，榮中村葡萄園的肥力要弱于東水村和斯農(nóng)村，三地葡萄園pH均呈弱堿性，隨空間分布從上層到下層逐漸升高。

依據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，東水基地各地塊土壤有機質含量豐富，是三地葡萄園中含量最高的，除個別地塊中下層偏低外，其它均處于中等偏上水平，不存在顯著性差異。大量元素速效氮、磷、鉀整體處于較低水平，且整體來看，空間垂直分布上由表層到下層含量逐漸降低，差異性較顯著。全氮含量整體處于較高水平，尤其是表層土壤含量豐富，隨空間分布從上層到下層逐漸降低；全磷含量整體均處于中等及偏上；全鉀含量除個別地塊中等偏上外，整體處于較低水平。大多數(shù)微量元素總體來看均處于較高水平，土壤肥沃，尤其是有效銅、鐵、鈣含量十分豐富，有效鋅與有效硼含量較低，處于中等偏下，各類微量元素在空間分布上無明顯規(guī)律，在上中下三層均有含量豐富的元素。

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，榮中基地各地塊土壤有機質含量很低，整體處于較低水平；速效氮、磷、鉀三種元素整體含量很低或非常低，全鉀含量在各地塊處于中等偏上外，全氮、磷含量均處于低水平；整體來看，空間垂直分布上由表層到下層，除全磷含量逐漸升高外，其余元素含量均逐漸降低。在榮中基地各地塊中元素有效銅整體中等偏上，各地塊間不存在顯著性差異；有效鋅整體處于較低或很低水平；有效鐵、錳、硅含量在所有地塊中均處于中等水平；有效鈣、鎂在各地塊中含量均較高，整體從表層到下層呈下降趨勢；有效硼整體均處于中等水平，有效鈣、鎂、硼在各地塊間存在顯著差異，榮中地塊整體比較貧瘠。

圖1 香格里拉高原葡萄園各土層養(yǎng)分狀況Figure 1 Nutrient status of soil layers in Shangri-La plateau wine producing area

由圖1得出，斯農(nóng)基地有機質含量在三地葡萄園中處于中間水平，比較接近東水村，尤其表層有機質含量均在中等偏上，中下層處于中等水平；速效氮含量均較低或很低，且隨空間表層至下層逐漸降低，速效磷、速效鉀整體處于中等偏下水平；全氮含量相對豐富，尤其表層，整體處于中等偏上水平，全磷除個別地塊含量中上外，其余地塊含量均較低或很低；全鉀含量在各地塊上中下層均較高，大量元素除全磷在各地塊間存在較顯著差異外，其余均差異不顯著。從斯農(nóng)地塊整體來看，元素有效銅、鐵、鈣、鎂、硅的含量均處于較高水平，有效鋅整體含量處于中等偏低，有效錳含量中等及以上，有效硼均處于中等及偏下水平。整體上斯農(nóng)基地有機質及礦質元素含量較為豐富，土壤相對比較肥沃。

2.3 不同地塊土壤養(yǎng)分含量差異性

由圖2A可以看出，東水村與斯農(nóng)村的有機質含量均比較豐富，而榮中村則比較匱乏，而且存在顯著差異。由圖2B、2C可以看出，三個村葡萄園的速效氮、磷、鉀均處于較低水平，東水與斯農(nóng)村的全氮、全磷含量高于榮中村，但含量均偏低；榮中村與斯農(nóng)村的全鉀含量比較豐富，東水村含量比較低。從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，三村葡萄園土壤氮磷鉀元素均存在顯著差異，土壤有效鈣、鎂含量均比較豐富；其它元素中，東水村與斯農(nóng)村含量均高于榮中村，榮中村除有效銅含量處于中上水平外，其余均處于偏低水平。東水村、斯農(nóng)村的土壤肥沃程度要好于榮中村。

圖2 香格里拉高原葡萄園不同地塊土壤養(yǎng)分含量差異性對比Figure 2 Differences of various substances in Shangri-La plateau wine producing area

3 討論與結論

葡萄適應性強，可以在各種各樣的土壤中生長，如沙荒、河灘、鹽堿地、山石坡地等，但不同的土壤條件對葡萄生長和結果的影響不同[22-25]。土壤的質地、養(yǎng)分有效性、有機質含量、pH以及各種微量元素可直接影響葡萄的生長發(fā)育[26-30]。在葡萄生長過程中，肥料是保證樹體正常發(fā)育的重要因素，因地制宜的施肥不僅可以提高葡萄產(chǎn)量和品質，還能提高葡萄園的土壤肥力和環(huán)境效益。

曹建宏等[31]研究認為，云南香格里拉高原葡萄酒產(chǎn)區(qū)地質結構復雜，隨海拔的升降，在一定的空間呈“階梯狀”排列分布。本研究中東水村海拔2250 m，位于金沙江河谷右岸，斯農(nóng)村海拔2200 m、榮中村海拔2300 m，均位于瀾滄江河谷右岸，海拔高度以及江河流域的差異導致土壤性狀的不同，因而土壤中營養(yǎng)元素的含量存在較明顯差異。諸多研究亦表明，地形作為五大成土因素之一，直接影響土壤養(yǎng)分的空間分布[32-33]，賽牙熱木·哈力甫等[34]研究認為，海拔高度與土壤中氮磷鉀含量呈負相關。本研究發(fā)現(xiàn)，在香格里拉高原產(chǎn)區(qū)葡萄園海拔高度超過2000 m時，氮磷鉀等元素的含量亦呈現(xiàn)出較低水平，且大多數(shù)元素在空間垂直分布上由表層到下層呈現(xiàn)較明顯的下降趨勢。具體而言，東水、斯農(nóng)村土壤有機質含量普遍在中等以上，榮中村相對偏低，絕大多數(shù)地塊土壤速效氮、磷和鉀平均含量處于較低水平；土壤有效鈣的含量豐富，有效鋅和硼的含量各地塊有較明顯差異，其它微量元素含量較高，不同區(qū)域營養(yǎng)元素的差異，會影響葡萄的產(chǎn)量與質量，從而導致酒的品質、風格等出現(xiàn)差異。

通過本研究，基本摸清了香格里拉高原葡萄酒產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分狀況，據(jù)此可根據(jù)葡萄不同生長階段，適時補充相應元素，以保證葡萄的營養(yǎng)所需，提升葡萄產(chǎn)量以及品質。對土壤進行改良，提高各地塊偏低元素的含量；增加有機肥的使用，降低土壤pH，同時加深施肥深度，提高根系層有機質含量，以保證養(yǎng)分的高效利用，為生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質葡萄生產(chǎn)提供必要的營養(yǎng)保證。