王 銳，閆鵬科，馬婷慧，齊雁冰，孫 權(quán)

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院，寧夏 銀川 750001；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

釀酒葡萄作為寧夏優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)之一，截止2018年栽植面積達(dá)3.8×104hm2，年產(chǎn)葡萄酒10×104t。寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)具有“中國(guó)波爾多”之稱，是中國(guó)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)之一，該產(chǎn)區(qū)屬于典型的大陸性氣候，干旱少雨，日照充足，晝夜溫差大，有利于釀酒葡萄的種植，為釀造優(yōu)質(zhì)高檔葡萄酒提供原料[1-3]；同時(shí)也面臨著許多問(wèn)題，如土壤結(jié)構(gòu)性差、養(yǎng)分不足、土壤微環(huán)境調(diào)控能力較弱，進(jìn)而導(dǎo)致釀酒葡萄成熟過(guò)快、香氣物質(zhì)累積不足、糖酸比不協(xié)調(diào)、葡萄酒品質(zhì)下降等問(wèn)題[3]。

果園生草也稱作生物覆蓋，是國(guó)內(nèi)外普遍推行的一種現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、可持續(xù)發(fā)展的果園土壤管理模式，目前主要以行間覆蓋為主，在蘋果園[4]、梨園[5]、橄欖園[6]和葡萄園[7-10]研究較多，果園生草可以抑制雜草生長(zhǎng)[11]，防止水土流失[12-13]，減少風(fēng)蝕量[14]，降低病蟲(chóng)害的發(fā)生[15-16]，培肥土壤[17-18]，改善土壤理化性狀[19-20]和微生物特性[10,18,20-21]，提高果實(shí)品質(zhì)[5,16,22]。Ruiz-Colmenero 等[23]對(duì)西班牙坡耕地葡萄園研究發(fā)現(xiàn)，生草模式下土壤侵蝕率下降50%～75%，產(chǎn)量減少29%～54%?；葜衩返萚9]對(duì)葡萄園行間生草研究表明，生草后固氮菌、纖維素分解菌和細(xì)菌數(shù)量分別升高223.4%、83.4%和68.1%，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀含量顯著提高，全磷和有效磷含量降低[9]。在降雨量較為豐富的區(qū)域，或者不需要補(bǔ)水灌溉的區(qū)域，通過(guò)行間生草實(shí)現(xiàn)全園覆蓋后，Irvin 等[24]在釀酒葡萄園行間種植蕎麥后漿果橫莖平均增大0.67 mm，含糖量下降3.2°Brix。‘赤霞珠’葡萄行間種植白三葉草、紫花苜蓿和高羊茅草，對(duì)葡萄酒香氣化合物的形成有促進(jìn)作用，可以提高葡萄酒風(fēng)味和質(zhì)量[9,22]。Bouzas-Cid等[25]通過(guò)連續(xù)2年對(duì)‘門西亞’葡萄行間生草研究也表明，生草能夠提高葡萄酒中的花色苷含量。

由于干旱半干旱區(qū)降雨少，灌溉方式多以滴灌為主，在滴灌條件下，行內(nèi)濕潤(rùn)峰在距滴灌行左右兩側(cè)50 cm的行內(nèi)，不足以滿足行間草生長(zhǎng)的水分需求。在該地區(qū)通常采用的“廠”字型整形方式下，葡萄結(jié)果帶多暴露在距離地面40 cm高的水平帶上；成熟期光照反射強(qiáng)，溫度高，適當(dāng)?shù)纳锔采w能有效調(diào)節(jié)結(jié)果帶微環(huán)境，因此改葡萄園行間生草為行內(nèi)生草，既能適應(yīng)干旱半干旱區(qū)葡萄優(yōu)質(zhì)栽培的自然生態(tài)條件，還能有效調(diào)節(jié)結(jié)果帶區(qū)域的微環(huán)境，有利于促進(jìn)葡萄園生態(tài)環(huán)境的健康可持續(xù)發(fā)展。探討干旱半干旱區(qū)滴灌條件下行內(nèi)生草對(duì)土壤微環(huán)境及釀酒葡萄漿果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，解決葡萄園土壤肥力低下，釀酒葡萄成熟過(guò)快、香氣物質(zhì)累積不足、糖酸比不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，可為旱區(qū)釀酒葡萄優(yōu)質(zhì)栽培及葡萄園生草模式的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2017年4月至2018年9月在寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄核心產(chǎn)區(qū)立蘭酒莊進(jìn)行，該酒莊位于寧夏銀川市永寧縣閩寧鎮(zhèn)(38°16′38″ N，105°58′20″ E)，屬于溫帶干旱大陸性氣候，海拔約1 129 m，常年干旱少雨，年均降水量200 mm左右，年均氣溫8.8℃，晝夜溫差10～15℃，全年≥10℃積溫可達(dá)3 000℃以上，年日照時(shí)數(shù)2 800 h以上，無(wú)霜期150～170 d，水分蒸發(fā)強(qiáng)烈。該試驗(yàn)區(qū)成土母質(zhì)主要以洪積物為主，土壤類型為礫質(zhì)灰鈣土，基本化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全氮和全磷含量極低，有效磷含量次之，速效鉀含量較高；隨土層深度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮和全磷的含量均逐漸下降。

表1 土壤基本化學(xué)性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)3個(gè)處理：清耕(CK)、自然生草(CZR)、種植馬齒莧(CMC)，以清耕(CK)為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為60 m×3.5 m=210 m2，每個(gè)小區(qū)有釀酒葡萄樹(shù)100棵。供試釀酒葡萄是當(dāng)?shù)貜V泛種植的6 a生‘赤霞珠’，南北行向定植，整形方式為長(zhǎng)梢修剪傾斜上架，株行距0.6 m×3.5 m，種植密度4 760棵·hm-2。試驗(yàn)處理具體操作如圖1：2017年4月初葡萄出土，4月下旬分別在距葡萄行左右兩側(cè)50 cm內(nèi)均勻撒播馬齒莧，播量30 kg·hm-2，同時(shí)確定自然生草(主要草種有藜、打碗花、苦苦菜和駱駝蓬等)和清耕試驗(yàn)區(qū)，各處理行間均采用清耕，深度約20 cm；7月中旬對(duì)自然生草和馬齒莧進(jìn)行平茬一次(留茬高度10 cm左右)，平茬后草繼續(xù)生長(zhǎng)，以供結(jié)實(shí)，產(chǎn)生的種子自然成熟脫落后第2年自然繁育;10月中下旬葡萄埋土，將殘草直接翻壓還田;2018年4月葡萄出土，不需重復(fù)播種。所有處理施肥、灌溉、修剪整枝以及病蟲(chóng)害防治等生產(chǎn)管理措施一致，均采用水肥一體化進(jìn)行灌溉施肥，灌溉定額3 300 m3·hm-2，全生育期灌溉8次，施用釀酒葡萄全營(yíng)養(yǎng)水溶肥，全生育期施肥量為750 kg·hm-2，共施肥5次。

圖1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Fig.1 Experiment design

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤物理性狀指標(biāo)測(cè)定方法 土壤溫度：于2018年6月22日(幼果期)、7月31日(膨大期)和9月10日(成熟期)分別用5、10、15、20 cm和25 cm的直角地溫計(jì)測(cè)定14∶00時(shí)的地溫。土壤容重：于2018年9月下旬葡萄采收期，在0～20、20～40 cm和40～60 cm土層分別用環(huán)刀取樣，采用環(huán)刀法測(cè)定各土層土壤容重，并計(jì)算土壤總孔隙度[26]。

1.3.2 土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法 2017年4月下旬試驗(yàn)處理前及2018年9月下旬葡萄采收期，每個(gè)處理按20 cm分層采集3個(gè)土壤樣品，將采回的土樣風(fēng)干、磨細(xì)，過(guò)1 mm和0.25 mm篩，測(cè)定各土層土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮和全磷含量，具體測(cè)定方法參照《土壤農(nóng)化分析(第三版)》[27]：有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量-外加熱法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用火焰光度法測(cè)定；全氮采用凱氏定氮法測(cè)定；全磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定。

1.3.3 土壤生物學(xué)特性指標(biāo)測(cè)定方法 土壤酶活性：于2018年9月下旬葡萄采收期，每20 cm采集1個(gè)樣品，用保溫盒和冰袋將其帶回實(shí)驗(yàn)室，4℃恒溫儲(chǔ)藏，用于測(cè)定土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性和過(guò)氧化氫酶活性。脲酶活性采用苯酚-次氯酸鈉比色法[28]；蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法[28]；堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法[28]；過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法[28]。土壤微生物數(shù)量：于2018年9月下旬葡萄采收期，每20 cm采1份樣品，用保溫盒和冰袋將所采土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，4℃恒溫儲(chǔ)藏，用稀釋平板分離計(jì)數(shù)法測(cè)定土壤細(xì)菌、真菌和放線菌三大微生物群落數(shù)量。細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)2～3 d，真菌用馬丁氏孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)3～5 d，放線菌用高氏一號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)5～7 d，算出土壤含水量，以每克干土所含菌落數(shù)(cfu)表示[29]。

1.3.4 釀酒葡萄產(chǎn)量及漿果品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法 于2018年9月下旬葡萄采收期，對(duì)每個(gè)小區(qū)果實(shí)全部采摘分別測(cè)產(chǎn)后按面積折算為每公頃產(chǎn)量，同時(shí)每個(gè)處理各小區(qū)隨機(jī)采集20個(gè)有代表性果穗，在每個(gè)果穗的上、中、下3個(gè)部位隨機(jī)采集大小相近的15粒葡萄榨汁，用于測(cè)定可溶性固形物、可滴定酸、單寧、總酚和花色苷。用手持糖量計(jì)法測(cè)定可溶性固形物，NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸，單寧采用福林-丹寧斯(Folin-Denis)法，總酚的測(cè)定采用福林-肖卡法，采用pH示差法測(cè)定葡萄果皮中的總花色苷[30]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007整理數(shù)據(jù)和制圖，SPSS 21.0軟件進(jìn)行方差分析和主成分分析，顯著性水平為0.05，并用Duncan新復(fù)極差法(P<0.05)進(jìn)行多重比較，表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 生草對(duì)葡萄園土壤物理性狀的影響

2.1.1 生草對(duì)土壤溫度的影響 土壤溫度的變化是評(píng)價(jià)生草對(duì)釀酒葡萄園土壤微環(huán)境影響的重要指標(biāo)。釀酒葡萄主要生育期各處理0～25 cm土層土壤溫度如圖2所示，生草對(duì)降低表層土壤溫度有顯著影響，各處理隨土層深度的增加，土壤溫度逐漸下降，各生育期CZR和CMC處理0～25 cm土層溫度均低于CK處理。幼果期(圖2A)，5 cm土層CZR和CMC處理較CK處理土壤溫度分別降低了1.3℃和3.0℃，從10～15 cm起，隨土層深度的增加CZR和CK處理土壤溫度急劇下降，在土層深度15 cm處，CZR和CK處理土壤溫度較CMC處理分別高1.7℃和0.6℃。果實(shí)膨大期(圖2B)，CZR和CMC處理對(duì)降低土壤溫度有顯著效果，由于該時(shí)期降雨少，氣溫高，生草減少了太陽(yáng)對(duì)地面的直接輻射，在5 cm土層溫度最高，CZR和CMC處理分別較CK處理降低2.5℃和3.9℃；隨土層深度增加，各處理土壤溫度逐漸接近，其中CK處理溫度降低速度最快，CMC、CZR和CK處理從5 cm到25 cm土壤溫度分別下降4.4℃、4.9℃和7.7℃。果實(shí)成熟期(圖2C)，在0～10 cm土層，CZR和CMC處理溫度無(wú)顯著變化，CK處理溫度降低，各處理土溫從15～25 cm土層隨深度增加逐漸降低，處理間土壤溫度逐漸接近。

2.1.2 生草對(duì)土壤容重和總孔隙度的影響 土壤容重是反映土壤緊實(shí)程度的重要指標(biāo)之一。生草對(duì)釀酒葡萄收獲期表層(0～20 cm)土壤容重有顯著影響，隨土層深度的增加各處理間土壤容重差異不顯著(圖3A)，各處理0～60 cm土壤容重隨土壤深度增加表現(xiàn)出先增加后降低，在0～20 cm土層CZR和CMC處理較CK處理土壤容重分別降低1.37%和3.42%，各處理在20～40 cm和40～60 cm土層土壤容重差異不顯著；20～40 cm土層土壤容重大小順序?yàn)椋篊K>CZR>CMC；40～60 cm土層CZR處理土壤容重最小，較CK和CMC處理分別低2.00%和0.68%。土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢(shì)相反，生草能夠改善土壤孔隙狀況，生草處理表層土壤總孔隙度顯著高于清耕處理，中下層(40～60 cm)土壤總孔隙度差異不顯著(圖3B)，在0～20 cm土層土壤總孔隙度大小順序?yàn)椋篊MC>CZR>CK，其中CMC處理較CZR和CK處理分別高4.19%和2.47%；20～40 cm土層CK處理較CZR和CMC處理土壤總孔隙度分別低0.88%和2.58%；40～60 cm土層CZR和CMC處理較CK處理土壤總孔隙度分別高2.60%和1.73%。

注：CK：清耕，CZR：自然生草，CMC：馬齒莧，下同。Note: CK: Clean tillage; CZR: The natural grass; CMC: Artificially planted purslane, the same below.圖2 不同處理幼果期(A)、膨大期(B)、成熟期(C)地下0～25 cm土層溫度變化曲線Fig.2 Temperature curve of 0～25 cm underground in different treatments at young fruit stage (A), expanding stage(B) and mature stage (C)

注：圖中小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同。Note: The lowercase letters in eachFigure indicate significant differences at the 0.05 level, the same below．圖3 不同處理對(duì)0～60 cm土層土壤容重和孔隙度的影響Fig.3 Effects of different treatments on 0～60 cm soil bulk density and total porosity

2.2 生草對(duì)葡萄園土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表2可知，各處理隨著土層深度的增加，土壤肥力逐漸降低，處理間土壤肥力有顯著性差異。0～20 cm土層，CMC處理較CZR和CK處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮和全磷分別高41.95%和26.16%、85.46%和43.99%、35.34%和11.47%、33.33%和39.23%、43.48%和69.23%、25.00%和6.06%；20～40 cm土層，CK處理較CZR處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀和全磷分別低20.38%、22.06%、18.42%、9.87%和18.52%，僅全氮高16.28%，較CMC處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮和全磷分別低37.71%、28.63%、23.97%、26.09%、13.79%和21.43%；40～60 cm土層，CMC處理土壤肥力較CZR和CK處理有顯著性差異(CZR與CMC的堿解氮除外)，CZR處理較CK處理僅有機(jī)質(zhì)、堿解氮和全磷差異性顯著，CZR處理較CK處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮分別高4.43%、11.46%、9.00%、9.59%、9.09%，僅全磷低14.29%，CMC處理較CK處理有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、全氮和全磷分別高12.07%、10.22%、21.90%、18.83%、12.12%和9.52%。

表2 不同處理對(duì)0～60 cm土層土壤肥力的影響

2.3 生草對(duì)葡萄園土壤生物學(xué)特性的影響

2.3.1 生草對(duì)葡萄園土壤酶活性的影響 土壤酶活性能夠反映土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)弱，是評(píng)價(jià)生草對(duì)釀酒葡萄園土壤肥力影響的重要生物學(xué)指標(biāo)。各處理0～60 cm土層土壤酶活性如圖4所示，生草對(duì)表層(0～20 cm)土壤酶活性有顯著影響，各處理隨土層深度的增加，土壤酶活性逐漸下降。土壤脲酶活性(圖4A)在0～60 cm土層CZR和CMC處理高于CK處理，0～20 cm土層CMC處理較CZR和CK處理分別高28.40%和48.74%，20～40 cm土層CK處理較CZR和CMC處理分別低32.34%和63.36%，40～60 cm土層CZR和CK處理較CMC處理分別低14.64%和17.03%。土壤蔗糖酶活性(圖4B)在中上層(0～40 cm)各處理間差異顯著，其中，0～20 cm土層CMC處理分別是CZR和CK處理的1.75倍和2.11倍，20～40 cm土層，CZR和CK處理較CMC處理分別低29.42%和50.11%，40～60 cm土層各處理間差異不顯著，CMC處理較CZR和CK處理分別低20.49%和17.28%。堿性磷酸酶活性(圖4C)在0～60 cm土層CMC處理均高于CZR和CMC處理，0～20 cm土層CZR和CMC處理是CK處理的2.86倍和1.49倍，20～40 cm土層CMC和CZR處理較CK處理分別高107.69%和28.55%，40～60 cm土層CMC和CZR處理分別較CK處理高17.31%和9.08%。土壤過(guò)氧化氫酶活性(圖4D)隨土壤深度的增加呈降低趨勢(shì)，0～20 cm土層CK處理較CZR和CMC處理分別低6.90%和14.96%，20～40 cm土層CMC處理和CZR處理無(wú)差異，分別較CK處理高9.68%和11.83%，40～60 cm土層CZR處理最高，較CMC和CK處理分別高2.27%和9.76%，差異不顯著。

圖4 不同處理對(duì)0～60 cm土壤酶活性的影響Fig.4 Effects of different treatments on 0～60 cm soil enzyme activity

2.3.2 生草對(duì)葡萄園微生物數(shù)量的影響 土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，其數(shù)量多少和細(xì)菌/真菌(B/F)值直接反映了土壤肥力的大小。各處理不同土層微生物數(shù)量的變化如表3所示，各處理隨土層深度的增加，微生物總數(shù)逐漸減少；CZR和CMC處理隨土層深度的增加，細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量呈下降趨勢(shì)，CK處理土壤細(xì)菌和真菌數(shù)量在表層(0～20 cm)最多，放線菌數(shù)量在20～40 cm土層最高。0～20 cm土層CMC和CZR處理較CK處理細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量、微生物總數(shù)和B/F值分別高29.50%和58.99%、27.05%和40.98%、11.43%和47.62%、22.04%和54.29%、1.93%和12.78%；20～40 cm土層CK處理較CZR和CMC處理細(xì)菌數(shù)量少40.83%和47.92%，CZR處理真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量最低，分別較CK和CMC處理低6.67%和11.11%、29.27%和34.59%，各處理微生物總數(shù)和B/F值大小順序?yàn)椋篊MC>CZR>CK；各處理40～60 cm土層細(xì)菌數(shù)量、真菌數(shù)量和放線菌數(shù)量與0～20 cm和20～40 cm土層相比，均達(dá)到最低，CMC處理較CZR和CK處理微生物總數(shù)分別高70.71%和36.36%，CZR處理的B/F值最低，較CK和CMC處理分別低1.91%和6.62%。

表3 不同處理對(duì)0～60 cm土層土壤微生物數(shù)量的影響

2.4 生草對(duì)釀酒葡萄漿果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表4可知，生草對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量影響不顯著，與CK處理相比，CZR和CMC處理產(chǎn)量分別下降3.75%和3.27%?？扇苄怨绦挝铩⒖傻味ㄋ?、單寧、總酚和花色苷是評(píng)價(jià)釀酒葡萄漿果品質(zhì)的重要指標(biāo)，生草對(duì)釀酒葡萄漿果品質(zhì)有顯著影響?？扇苄怨绦挝锸侵缚扇苄蕴腔蚱渌扇苄晕镔|(zhì)，CK處理可溶性固形物含量最高，較CZR和CMC處理分別高1.35%和3.86%；可滴定酸含量CMC處理最高，較CZR和CK處理分別高1.41%和16.13%；單寧含量的多少?zèng)Q定葡萄酒的風(fēng)味、結(jié)構(gòu)與質(zhì)地，CZR和CMC處理單寧含量分別較CK處理高20.35%和24.91%；酚類物質(zhì)是釀酒葡萄中重要的次生代謝物質(zhì)，與葡萄汁的色澤和風(fēng)味密切相關(guān)，CZR和CMC處理總酚含量較CK處理分別高26.65%和24.41%；花色苷是存在于葡萄皮中的一種類黃酮多酚物質(zhì)，生草能顯著提高釀酒葡萄的花色苷含量，CK處理較CZR和CMC處理分別低24.67%和29.16%；糖酸比是判斷釀酒葡萄果實(shí)成熟度的重要指標(biāo)之一，CMC和CZR處理較CK處理糖酸比分別降低17.10%和13.85%。

表4 生草對(duì)釀酒葡萄漿果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.5 土壤微環(huán)境指標(biāo)與釀酒葡萄漿果產(chǎn)量品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

無(wú)法通過(guò)單一指標(biāo)評(píng)價(jià)行內(nèi)生草對(duì)釀酒葡萄園土壤微環(huán)境及漿果產(chǎn)量品質(zhì)的影響，因此，采用主成分分析法，對(duì)土壤微環(huán)境指標(biāo)和釀酒葡萄漿果產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行綜合分析，可以更加科學(xué)地篩選出最優(yōu)試驗(yàn)處理。以土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、生物學(xué)特性和釀酒葡萄漿果產(chǎn)量品質(zhì)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行主成分分析，第一主成分貢獻(xiàn)率為88.25%>85%，基本涵蓋了土壤微環(huán)境和漿果產(chǎn)量品質(zhì)的全部信息，結(jié)果如表5所示，CZR和CMC處理的綜合得分均高于CK處理，綜合得分排名依次為：CMC>CZR>CK。

表5 主成分得分與綜合得分

3 討 論

3.1 生草對(duì)葡萄園土壤微環(huán)境的影響

葡萄園生態(tài)栽培是指以葡萄樹(shù)為中心，通過(guò)生草對(duì)土壤微環(huán)境進(jìn)行人工調(diào)控，使園內(nèi)有限的資源得以充分利用[31]。旱區(qū)釀酒葡萄園行內(nèi)生草能顯著降低土壤表層溫度，隨土層深度增加溫度變化幅度逐漸變小，同時(shí)降低土壤容重，增加總孔隙度，與楊江山等[32]和惠竹梅等[33]研究結(jié)果一致。分析其原因是：生草能夠減少太陽(yáng)對(duì)地面的直接輻射，減緩了熱量向深層土壤的傳遞，進(jìn)而降低了地表溫度，不同草種之間長(zhǎng)勢(shì)差異導(dǎo)致土壤和環(huán)境溫度降低程度不同；同時(shí)生草不但可以減少機(jī)械耕作對(duì)土壤的碾壓，而且生草還田在微生物和酶的作用下，分解形成有機(jī)物質(zhì)，改善土壤緊實(shí)度和孔隙狀況。

植物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源于土壤，土壤養(yǎng)分含量多少直接影響著植物的形成和發(fā)展過(guò)程。有研究表明，果園連續(xù)生草3 a土壤有機(jī)質(zhì)增加16.25%～43.75%，土壤全氮提升50%左右，堿解氮降低4.73%～34.32%，有效磷增加81.93%～332.53%，速效鉀增加49.24%～89.34%[34]。本研究發(fā)現(xiàn)，生草能顯著提高土壤肥力，隨著土層深度的增加，土壤肥力逐漸降低。究其原因可能為：不同草種所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類和含量不同，同時(shí)生草還田改善了土壤的微生物環(huán)境，使微生物分解能力增強(qiáng)，有利于殘草分解，增加了土壤的有機(jī)物質(zhì)含量，提高了土壤對(duì)N、P、K的吸附能力，使土壤N、P、K等元素均衡供應(yīng)[5,34]；另外植物根系分泌物中的有機(jī)酸類物質(zhì)通過(guò)電離H+酸化土壤環(huán)境或通過(guò)交換和還原作用，使土壤中的難溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)活化[35]。

土壤微生物是土壤物質(zhì)循環(huán)的主要?jiǎng)恿Γ寥牢⑸锓N類和數(shù)量直接影響著土壤養(yǎng)分循環(huán)、物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，進(jìn)而影響著土壤肥力的大小[36]。土壤酶是參與土壤新陳代謝的重要物質(zhì)，是具有催化能力的“特殊有機(jī)體”，表征土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力的強(qiáng)弱，是土壤評(píng)價(jià)體系中重要的生物學(xué)指標(biāo)[37]。本研究認(rèn)為，連續(xù)生草2 a能顯著增加中上層(0～40 cm)土壤酶活性，極顯著地提高了土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量，其中自然生草和馬齒莧處理下微生物總數(shù)平均提高21.65%和53.70%；相同自然條件下，由于馬齒莧處理生物量較自然草更大，覆蓋度和均勻度更好，該區(qū)域種植馬齒莧更有利于土壤微環(huán)境的改善。這是因?yàn)椋荷萁档土送寥辣韺訙囟?，為微生物提供了適宜的生活環(huán)境，同時(shí)草自身含有大量有機(jī)質(zhì)和N、P、K，生草還田為土壤微生物的生長(zhǎng)提供了豐富營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)土壤微生物的繁殖[5]；同時(shí)，植物根系分泌、殘?bào)w腐解和土壤動(dòng)物活動(dòng)產(chǎn)生大量的酶[36,38]，當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量增加時(shí)，土壤酶積極參與有機(jī)質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化，進(jìn)而活性增強(qiáng)[39]。

3.2 生草對(duì)釀酒葡萄漿果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

在干旱半干旱區(qū)，夏季高溫干旱致使釀酒葡萄果實(shí)糖酸比過(guò)早達(dá)到采收要求，而單寧、酚類物質(zhì)、花色苷含量較低，香氣物質(zhì)積累不足，進(jìn)而影響葡萄酒的品質(zhì)。葡萄園生草能夠調(diào)節(jié)釀酒葡萄漿果糖酸比，促進(jìn)香氣物質(zhì)積累，進(jìn)而提高葡萄酒的品質(zhì)。Irvin等[24]研究結(jié)果表明，行內(nèi)種植蕎麥?zhǔn)贯劸破咸褲{果含糖量下降3.2°Brix，同時(shí)降低果實(shí)脫水萎縮比例。Muscas等[16]研究認(rèn)為，生草年份的增加對(duì)可滴定酸無(wú)顯著影響，能顯著增加釀酒葡萄漿果可溶性固形物含量，生禾本科植物能增加釀酒葡萄漿果的總酚和花色苷含量，生豆科植物則相反。本研究結(jié)果表明，連續(xù)2 a行內(nèi)生馬齒莧和自然草對(duì)釀酒葡萄產(chǎn)量影響不顯著，能夠顯著調(diào)節(jié)果實(shí)糖酸比，增加單寧、總酚和花色苷含量，CZR和CMC處理較CK處理產(chǎn)量分別下降3.75%和3.27%、可溶性固形物含量分別下降1.33%和3.72%，可滴定酸、單寧、總酚和花色苷含量分別增加14.52%和16.13%、21.23%和25.82%、26.65%和24.41%、32.75%和41.16%，糖酸比分別降低13.85%和17.10%。原因可能為：(1)草的根系主要分布在0～20 cm土層，釀酒葡萄的根系主要分布在20～60 cm土層，草與釀酒葡萄在0～20 cm土層對(duì)養(yǎng)分和水分的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)烈，在20 cm土層以下競(jìng)爭(zhēng)減弱，故對(duì)產(chǎn)量影響不顯著；(2)生草降低了土壤和釀酒葡萄冠層溫度，使糖代謝過(guò)程中各種酶的活性增強(qiáng)，不利于糖分累積，而抑制蘋果酸的降解[40]，進(jìn)而降低糖酸比，促進(jìn)單寧及酚類物質(zhì)的合成，同時(shí)減少高溫導(dǎo)致的果實(shí)灼傷率，促進(jìn)花色苷的合成。

4 結(jié) 論

旱區(qū)葡萄園行內(nèi)生草能有效降低且穩(wěn)定地表溫度，降低土壤容重，改善土壤孔隙狀況，提高土壤肥力，增加土壤酶活性和微生物數(shù)量，在獲得穩(wěn)定產(chǎn)量的同時(shí)能夠有效調(diào)節(jié)釀酒葡萄漿果糖酸比，促進(jìn)漿果單寧、總酚和花色苷含量，尤其以行內(nèi)種植馬齒莧效果為最佳。