西北农林科技大学葡萄酒学院
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葡萄园土壤管理 

       发布日期:2014-12-08     浏览次数:

  土壤是葡萄生长发育的基础,它为葡萄的生理过程提供必要的水分和营养,因此,土壤的结构及其理化特性与葡萄生产有着密切的关系。土壤状况在很大程度上决定了葡萄生产的性质、植株的寿命、果实的产量、质量以及葡萄酒的质量与风格。

  葡萄园土壤管理的目的就是通过对土壤水分和物理化学特性以及杂草竞争的调节,为葡萄的生长发育和栽培管理提供良好的条件。

  长期以来,上述目的是通过土壤耕作来实现的。以后随着除草剂的出现,除草剂的应用逐渐得到普及。而近年来,由于人们环境保护意识的加强以及对无公害食品(绿色食品或有机食品)需求的提高,葡萄园生草制发展很快。

第一节土壤耕作

  在葡萄栽培中,土壤耕作是一项古老的技术,而且曾经被认为是必须的。土壤耕作的目的是改善土壤的物理、化学及生物特性,除去杂草,防止病害,有利于葡萄的生长发育。

  但是,实际上在葡萄栽培中,土壤耕作既有优点,也有缺点。其优点是:疏松土壤,改善土壤通气透水条件,除去杂草,并保护植株不受冻害;其缺点是:破坏土壤结构,有利于土壤病害的传播(如根腐病、病毒病等),因为中耕会破坏一部分根系,降低近地面气层的温度(因为中耕将湿土上翻),特别是在早春、花期和成熟期对植株产生不良影响。

  一般情况下,采取三种土壤耕作方法,即秋季翻耕培土、春季松土、夏季中耕。

  1.秋季翻耕培土  秋季翻耕培土的目的是:①对对植株进行培土,在湿润地区,向两行植株培土,行间形成垄沟,有利于排水;②保护植株冬季不受冻害;③翻耕施肥。

  秋季翻耕培土,应在秋季葡萄采收以后到寒冷天气来临以前进行。翻耕深度应根据土壤和气候条件而定,在北方地区,或黏重、土层浅、湿润的土壤,翻耕深度为10~15cm;在南方地区,沙质、土层深、透性强的土壤,翻耕深度为18~20cm。

  2.春耕松土  在萌芽以前,将秋季培土植株基部的土壤翻人行间,并对行间进行春耕除草,疏松土壤,改善通气条件和清除行间杂草,还可防止霜霉病的早期侵染。

  3.夏季中耕  夏季中耕的目的是:除去杂草;消除土壤板结状态,改善土壤通气条件;防止水分蒸发,起到保墒作用。

  夏季中耕除草的次数变化很大,主要决定于气候条件和种植技术。在以下情况下,中耕次数应增加:①有架栽培葡萄;②较湿润的地区和年份,因为杂草容易生长;③较干旱的地区,可起到保墒作用;④盐碱地葡萄园,可防止盐碱上升。

  一般情况下,至少应进行两次中耕,即在土壤解冻以后和花期以前进行中耕除草、平土;在花期以后进行一次中耕除草。以后中耕除草的时期和次数,各地应视具体情况决定。

第二节  除草

  葡萄生长期清除杂草是一项重要的田问管理工作。杂草与葡萄争夺土壤水分和养分,雨水多时,杂草生长快,高秆杂草严重遮光,杂草丛生,露水多,湿度大,有利于病虫害的传播感染。因此,清除杂草能减少土壤肥力消耗,改善通风透光条件,减少病虫危害。

  1.清耕法  即除去杂草,兼有中耕疏松表土的作用,但这种方法的缺点有:只能除去浅根杂草;容易引起表土流失,特别是暴雨冲刷;雨后不利于人和机械通行;降低地表温度;如果人工锄草,劳动强度大,用工多。

  2.地膜覆盖  仅在定植时使用,地膜覆盖可以防止水分蒸发和土壤干燥,保持根系部分较高的温度,有利于根系和新梢的生长,提高成活率,使植株生长健壮,提早结果。地膜可保持3-4年,在这期间可不进行土壤管理。但需要指出的是,在黏重、潮湿的土壤上不宜进行地膜覆盖,因为容易造成无氧条件。

  3.覆草法  在杂草盛长期以作物秸秆包括豆秆、麦秸、稻草以及其他绿肥秸秆等,在葡萄植株的行间覆盖深度10cm以上,使土壤严密覆盖,杂草无法生长;同时还能防止水分蒸发,减少土壤淋失,盐渍地还可起到抑盐作用。覆盖的有机物经腐烂分解,本身就是良好的有机肥料,易为葡萄根系吸收利用。覆草一般在夏季进行,因为如果在花前进行,会增大土壤湿度,降低土温,有延迟开花,加重落花的危险;同时还会使根系集中于浅土层,易受旱害和冻害。

  4.化学除草  化学除草的优点是减低劳动强度,降低生产成本。

  化学除草剂可分为两大类,即触杀型化学除草剂和内吸传导型化学除草剂。

  触杀型化学除草剂有五氯酚钠、除草醚等,它们对大多数杂草有杀灭效果,但对宿根类杂草如田旋花、乌敛莓、半夏等只能摧毁其地上茎叶,不能杀灭其地下宿根,对未萌发的种子也无抑制效果,所以一般不单独使用触杀型除草剂。

  内吸传导型除草剂,如西玛津、朴草净、茅草枯等,当药液接触杂草,被杂草吸收后,能传导至杂草的根部和植株的各器官。其优点是高效低毒,对人畜较安全。对宿根类杂草效果也很显著。触杀型与内吸传导型除草剂混用,则既可以杀草又抑制种子发芽,且见效快。

  使用除草剂要掌握除早除小,在杂草1-3片叶期喷布,使用浓度低,用药省,效果最好。喷布除草剂要在叶面露水已干无风的晴天进行,喷药时气温越高杀草效果越好,晴天喷药比阴天效果好,地面湿润时喷药比土壤干燥时效果好,加用0.1%的洗衣粉有增效作用。化学除草的缺点是,某些除草剂如五氯酚钠对人畜具有剧毒,不安全;西玛津残效期长,对后作有影响;有些除草剂能污染环境及危害土壤微生物。

第三节  葡萄园生草

  葡萄园土壤管理在葡萄周年管理中占有重要地位,,传统的土壤管理方式以清耕为主,而葡萄园生草明显优于清耕管理技术。因此,葡萄园生草是一些国家进行葡萄园土壤管理的一项重要制度。生草果园和作物覆盖果园直到19世纪末才在美国纽约出现,到了20世纪40年代,随着割草机的问世和灌溉系统的发展才得以大力推广。现在世界上许多国家和地区已广泛采用葡萄园生草栽培。我国果园生草制则刚刚起步,正处于试验阶段。但是,1998年国家将果园生草制列为推广项目,不久之后,葡萄园生草、覆草制将代替清耕制,在减少水土流失、生产高产优质的绿色食品中发挥积极作用。

一、葡萄园生草制概述

  1.葡萄园生草制的作用及意义  葡萄园生草制是指在葡萄园行间或全园长期种植多年生植物作为覆盖作物的一种土壤管理方法。其优点是:改良土壤结构,提高土壤有机质含量;防止水土流失,保肥、保水、抗旱;改善葡萄园生态环境,提高果品质量;葡萄园生草为病虫害的生物防治和生产绿色果品创造了条件;减少葡萄园管理用工,便于机械化作业。

  2.葡萄园生草的方式  葡萄园生草栽培有人工种草和自然生草两种方式,又有全园生草、行间生草和株间清耕两种形式。全园生草适于成年葡萄园;行间生草、株间清耕适宜幼龄葡萄园。国外通常在行间种植多年生草。美国果园普遍采用行间生草,株间和树冠下施用除草剂灭草的方法。日本幼龄果园,行间多种三叶草,株间清耕。

  3.生草栽培适宜选择的草种种类  葡萄园生草的草种类,一般应选用与葡萄树体争水争肥矛盾小,对葡萄郁闭程度低且不易感染病虫害,能吸引或适于葡萄害虫天敌寄宿,耐阴性和耐践踏性强,有一定产草量及覆盖率高的草种。目前全世界已发现的草种有5 000多个种,可用于果园生草的有1 000多个种。国外用的生草草种有禾本科和豆科,有一年生草也有多年生草。常用豆科草种有三叶草(Trifolium Legume)、多年生的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、百脉根(Lotus cornicuLatus L.)、二年生的草木樨(Melilotus L.)、羽扇豆(Lupinus L.)、圭亚那柱花草[Stylosathes guianensis (Aubl.)SW.]等。其中三叶草属植物有250多种,果园以多年生的红三叶(Trifolium pretense L.)、白三叶(Trifolium repens L.)和一年生的箭叶三叶草(Trifolium esiculosum Sari.)使用较多,果园中使用的禾本科草种类较多,有野牛草、格兰马草[Bouteloua gracllisc (H.B.K)Lag. Ex Stend]、草地早熟禾、猫尾草(Phleumpratense L.)、鸭茅(又叫果园草Dactylis)、羊茅属的紫羊茅(Festuca spp.)和苇状羊茅(Festuca arundina-cea Schreb)、狗牙草、地毯草、多年生黑麦草(LoLium perenne L.)等。

  国内生草,北方果园因冬春干旱,夏季雨水集中,土壤瘠薄,应选用耐寒、耐旱和耐瘠薄的种类,如毛叶苕子、三叶草、多年生黑麦草、百脉根、小冠花、紫花苜蓿和草木樨等。它们均匍匐或半匍匐生长,茎蔓柔软,耐践踏,自然高度30~40cm,不影响果树通风透光,产草量高;南方需选用耐酸、耐瘠薄、抗高温和干旱的种类;亚热带果园土壤侵蚀严重,应选用抗逆性强、能迅速覆盖地面的草种。

  4.葡萄园生草种植方式  葡萄园生草,可以是一种草,也可两种草混种。国外许多果园较普遍地把三叶草和草地早熟禾或多年生黑麦草混种,提高群体适应性、抗逆性和互作性,生草的效果很好。国内多采用条播和撒播,可以春播和秋播,在冬季不能越冬的地区,可实行春播;但冬季能越冬的地区仍以秋播为好(一般3-4月或9月在土壤墒情好的情况下均可播种)。每667m2播种量禾本科为1~1.5kg,豆科为1.5~2kg,具体可参阅草种说明。掌握最适宜的播种深度是保苗的关键环节,如苜蓿在一般土壤播种深度为2~3cm,沙土为3~4cm,黏土为2cm。在干旱条件下,则应深开沟,浅覆土;在水分不足情况下,覆土厚度以0.6~1.2cm为宜;水分适宜时以0.3~0.5cm为宜。

  自然生草法,是根据葡萄园长出的各种草,通过自然竞争和刈割,最后选留几种适于当地自然条件的草种,这是一种省时省力的生草法。

  5.葡萄园生草栽培应注意的几个问题

  (1)葡萄园生草与杂草控制的问题。葡萄园生草虽然选择具有较强优势的草种,但生草初期仍存在滋生杂草的问题,尤其是恶性草,危害很大,应注意及时清除。只有生草充分覆盖地面后,才可控制杂草发生。

  (2)葡萄园生草与树体争夺肥水的问题。这是果园生草栽培普遍存在的主要矛盾之一,可通过选择浅根性的豆科和禾本科草,并在草旺长期进行适当补肥补水,同时应在旱季来临前及时割草覆盖,减少蒸腾。采用生草栽培的葡萄园,年降雨量不低于600mm,否则要进行灌溉。根据我国果园的立地条件,年降雨量即使达到600mm,由于雨量分布不均,进行生草栽培的葡萄园,年降雨量不低于600mm,否则要进行灌溉。根据我国果园的立地条件,年降雨量即使达到600mm,由于雨量分布不均,进行生草栽培仍需灌溉。

  (3)葡萄园生草与葡萄病虫害的问题。一般而言,生草有为病虫提供食料和掩护场所,加重病虫害发生的一面,同时也有利于滋生和保护害虫天敌,减轻病虫害的一面。所以,只要因地制宜选择好草种,并采取相关的措施,能够解决好这一问题。

  (4)长期生草影响土壤通透性问题。长期生草,使土壤通透性降低,好气性微生物活动受到抑制,土壤硝态氮含量减少。为了消除这种影响,除采用经常刈割外,一般通过每隔2年左右的生草面局部更新和5年左右的全园更新深翻,可基本解决土壤通透性问题。生草5-7年后草已老化,应进行草的更新,可采用喷洒除草剂的方法灭草,然后实施免耕法,1 ―2年后重新进行生草。或者及时翻压,将草翻压于地下,然后实行免耕或清耕法,1-2年后再重新播种或自然生草,注意把表层的有机质翻人土中,树的旁边要浅翻。深翻的时期以晚秋为宜。

  (5)葡萄园生草与葡萄园冬季防火问题。除火源远离葡萄园外,应结合葡萄园草坪更新深翻和施肥开沟,把未腐烂草集中埋于地下,冬灌前草坪撒施细土和有机肥,也能起到防火作用。

二、生草对葡萄生长发育的影响

  1.物候期  Rodriguezd ― Lovelle等(2000)研究表明,在‘梅尔诺’葡萄园行间种植羊茅属草(Festuca L.),与化学除草相比,行间生草对葡萄的萌芽期没有明显影响,但使开花期和转色期提前。Ferrini等(1997)发现,葡萄园种植羊茅属草使果实成熟期提前。惠竹梅等(2004)在赤霞珠葡萄园行间种植白三叶草(Trifolium repens)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、和多年生黑麦草(Lolium perenne),研究结果表明,行间生草对葡萄物候期影响不大,生草第一年使浆果转色期提前。

  2.树势  全园生草可明显降低树体生长势,这在许多田间试验中得到了证实。新定植的树尤其敏感,成年树也有反应。全园生草对葡萄生长的减弱是由于草过度竞争水分和(或)氮肥。但当水分供应充足时,这种竞争就会弱化。在新建葡萄园生草试验的结果表明,黑麦卓与杂草的过盛生长降低了幼树的成活率,且树体衰弱。如果在草旺长期适当补肥补水,生草对葡萄的生长基本没有影响。Descotes等(1996)的研究表明,葡萄园生草初期降低了葡萄植株的生长势,但生草4年后葡萄已逐渐适应了这种竞争。最近研究结果表明,在‘赤霞珠’葡萄园行间播种多年黑麦草、紫花苜蓿和白三叶草可有效控制植株的生长势,使新梢生长量降低,主干基部加粗,生长幅度减小。不同草种抑制作用不一。因此可通过试验选择其他一些浅根性草种减弱其对葡萄树体生长的抑制作用。

  3.叶片生理功能和养分含量  叶片的生理状态和营养水平可代表整个树体的相关特性。生草制度下树体生长势的下降,一般认为与树体营养元素浓度的下降有关。生草使叶氮含量下降,磷、钾含量升高。氮含量下降主要是草竞争所致。磷含量的升高被认为是低氮对果树生长的抑制作用,造成草的分泌物使土壤磷移动性增加或菌根侵染提高了磷素的供应。

  SiCher等(1995),经6年试验发现,人工种植的羊毛属植物与葡萄竞争氮素,使葡萄叶片中钙、镁等的含量低于中耕和除草剂处理。叶片中的营养水平与叶脉显著相关,但与土壤之间无相。人工种植多年生黑麦草,使‘霞多丽’葡萄叶片氮含量下降,割草不能缓解叶片养分含量酌减少,但施氮肥可弥补因草竞争导致的叶片矿质营养的减少。Maigre (1997,认为生草处理与氮肥的处理效果相似。均使叶片膨胀度下降,而施氮肥处理中,叶片水势在光合活性最强时低,表明叶片可溶性物质浓度高。

  惠竹梅等(2007)对四年生‘赤霞珠’葡萄园的研究结果表明,葡萄园行间生草使葡萄具有高光效和高产的光合特性。

  4.果实产量  许多报道指出,生草制度下果树伴随着长势和叶片氮水平的下降,产量也下生草制度下,葡萄的产量也会下降,短期内是由于草的竞争使树体营养下降,果穗和果粒减致;长期的减产是由于树体生长受抑制,树体减小的缘故。生草对坐果率也有影响。但在种植绿肥并适当控制的条件下,树体生长和产量会因土壤肥力的提高和结构的改善而提高。黄显淦等(1991)的研究表明,种植绿草,适时翻压,有利于产量和坐果率的提高。他们在葡萄园进行连续3年的试验发现,种植绿肥可平均增产7.1%一12.3%,果实含糖量提高0. 3%~1.3%。

  5.果实品质  生草制度下果肉中营养组成与叶片中的变化类似,氮水平下降,磷、钾水平高。果肉氮含量的下降与改善品质相联系,改善着色,减少落果,增强抗病性。葡萄园生草栽,由于草的竞争降低了产量和树体生长势,改善了浆果成熟条件,一般可增加葡萄浆果碳水化合物的含量,葡萄浆果氮化物有所减少并使含酸量下降,提高葡萄汁的质量。其表现为,果实含糖量上升,总酸下降,酒石酸/苹果酸上升,总酚与花色素含量增加,并使氮化物含量有所减少。此外,Sicher等(1995)认为,种植绿肥有效地减少了果实病害。

  6.根系发育  一般认为,生草限制根系发育,促进根系下扎,也有相反的报道。惠竹梅等(2004)研究报道,幼龄‘赤霞珠’葡萄园行间生草降低了植株根系的数量,尤其是小于2mm的根系,生草区根系平均密度是清耕(对照)区的71.5%;行间生草使葡萄根系在20~40cm土层内的分布高于0~20cm,说明行间生草可使葡萄根系向土壤深处发展,有利于对土壤养分和水分的吸收利用。行间生草行内免耕,幼树根主要分布于近树干处,随树龄增加逐渐进入生草带。

三、生草对葡萄园土壤的影响

  1.有机质:  生草处理增加土壤有机质含量,增加量随土壤和环境条件而变化,增加最多的是表土,尤其是表层,向下依次减少。生草3年后较中耕的有机碳增加2%。在绿肥压青的葡萄园中,0~20cm土层中有机质比清耕增加0.22%。

  2.营养  生草栽培可以改善土壤酶活性,激活土壤中微生物的活动,改善土壤微环境,提高土壤表层中碳、氮、磷素的转化,加快土壤熟化。统计表明,土壤酶活性与土壤养分关系密切,可以作为评价土壤肥力的指标之一。龙妍等(2007)以四年生‘赤霞珠’葡萄园为材料的研究结果表明,与清耕相比,行间播种三叶草和紫花苜蓿,使葡萄园0~20cm土层土壤酶活性和养分全面提高。因此,生草制度下可提高土壤肥力,不仅可以提高土壤全氮和速效氮、磷、钾的含量,还能增加土壤pH,促进树体生长;不利于土壤全磷、全钾含量的提高;土壤钙、镁交换量增加,钾不增加,因为生草制度下,镁、钙淋溶较少;土壤pH较无植被的高。

  3.水土保持  葡萄园生草能缓解降雨对土壤的直接侵蚀,减少地表径流,防止冲刷,减少水土流失,在风沙大的荒沙地与坡地果园,可起到防风固沙护坡的作用。葡萄园生草还可提高水分的沉降与渗透速率,减少土壤蒸发,提高水分利用效率。黄显淦等研究表明,葡萄园种植绿肥可使0~20cm土层含水量平均提高0.7%一1.1%。用羊茅属草种在葡萄园中进行季节性生草,每2年收割一次,结果土壤流失大为减少,其中以多年生草最好。

四、生草对葡萄园微气候的影响

  果园生草可起到平稳地温的作用,改善微生态环境。惠竹梅等(2004)以酿酒葡萄‘赤霞珠’为材料,研究行间生草覆盖对葡萄园微气候的影响,结果表明,在‘赤霞珠’生产园行间播种多年生黑麦草、紫花苜蓿和白三叶草,可起到平稳地温,调节空气湿度的作用。葡萄园生草可使地面最高温度降低5.7~7.3℃,地面温度日较差降低6.7~7.6℃,树冠内空气温度日较差提高1.1~2.4℃,也可使不同土层温度有所降低,这有利于根系的生长和果实品质的提高。生草还可延长光合作用时间,提高光合速率。在草旺盛生长的夏季,使土壤湿度降低,促进根系生长和吸收。Stoitchev等(1996)在葡萄园种植牧草,使葡萄园中气温、土温稳定,形成一个良好的果园小气候。

五、生草对葡萄酒质量的影响

  葡萄园生草技术不仅改善了葡萄园的微气候环境,而且改善了土壤环境,促进根系的生长和吸收活动,提高树体的光合速率,通过葡萄植株间接影响果实品质,进而影响葡萄汁和葡萄酒的质量。

  生草处理一般可增加碳水化合物的含量,并使含酸量下降,Carsoulle (1997)认为永久性生草的效果在不同气候条件下基本一致,使果实含糖量上升,总酸下降,酒石酸/苹果酸上升,总酚与花色素含量增加

  惠竹梅等(2004,2007)以酿酒葡萄‘赤霞珠’为材料,研究了行间生草覆盖对葡萄园微气候的影响,结果表明,行间生草可使果实还原糖含量增加,含酸量和总酸显著降低,使葡萄酒中pH、花色素苷、单宁含量升高,酒体颜色加深,结构感增强,其中以播种紫花苜蓿效果较明显。

小结

  葡萄园土壤管理的目的是通过对土壤水分和物理化学特性以及杂草竞争的调节,为葡萄的生长发育符栽培管理提供良好的条件。

  长期以来,上述目的是通过土壤耕作来实现的。以后随着除草剂的出现,除草剂的应用逐渐得到普及。而近年来,由于人们环境保护意识的加强以及对无公害食品(绿色食品或有机食品)需求的提高,葡萄园生草制发展很快。欧美和日本的果园,土壤耕作管理以生草为主,实施生草的果园面积占果园总面积的55%~70%以上,有的国家甚至达到95%左右。而我国目前现行的土壤耕作管理措施主要是清耕或清耕结合作物覆盖法。我国虽然借鉴了国外的先进经验,但清耕的面积仍然占果园总面积的90%以上,葡萄园生草仅处于试验和小面积应用阶段。

  针对我国葡萄园普遍立地条件差,土壤有机质含量低,有机肥肥源短缺的具体情况,同时随着我国加入WTO,葡萄及其加工产品势必进入国际葡萄、葡萄酒的贸易潮流之中,生产优质、无公害、无污染的葡萄及其加工品将是今后我国葡萄生产的必然趋势。而生草栽培是减少化肥污染的途径之一。因此,应从地区气候、土壤特点、葡萄生长特性出发,研究和推广葡萄园生草具有重要的意义。

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