劉 威，劉 旭，王 昊，蔡衛(wèi)佳，羅桂杰

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 宿遷農(nóng)科所，江蘇 宿遷 223800）

0 引言

我國是世界葡萄生產(chǎn)和消費的大國之一，2016年我國葡萄種植面積約為80.96萬hm2［1］，其中設(shè)施栽培面積約為23.07萬hm2。葡萄設(shè)施栽培是實現(xiàn)葡萄高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、高效的有效途徑之一，為果農(nóng)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但與露地栽培相比，設(shè)施栽培有著較為封閉的生態(tài)環(huán)境，隨著種植年限的增加，葡萄園土壤會出現(xiàn)板結(jié)、鹽漬化及營養(yǎng)缺失等問題［2］。

土壤是葡萄生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是樹體汲取養(yǎng)分和水分的源泉，土壤質(zhì)量的高低直接影響著葡萄的產(chǎn)量和質(zhì)量［3］。土壤養(yǎng)分、土層的深度和理化特性等均能對果樹根系的生長發(fā)育和吸收功能產(chǎn)生影響。研究表明，氮、磷、鉀是作物生長必需的營養(yǎng)元素［4］，土壤氮、磷、鉀含量的高低可直接影響土壤肥力，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量；但過量施用肥料不僅會降低肥料利用率，還會造成土壤養(yǎng)分失衡，破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境，最終影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。施肥深度也會影響作物產(chǎn)量，葡萄根系分布在0～60 cm土層中，主要分布在0～30 cm土層中［5］；將肥料施入根系分布較密的土層，有利于葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高［2］。本文以洋河新區(qū)江蘇潤易農(nóng)業(yè)科技有限公司設(shè)施葡萄園的土壤為研究對象，通過測定0～20、20～40、40～60 cm設(shè)施大棚內(nèi)土層土壤養(yǎng)分含量，分析設(shè)施葡萄栽培土壤養(yǎng)分含量豐缺及垂直分布變化特征，以期為設(shè)施葡萄園的科學(xué)施肥提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料采集地點在宿遷市洋河新區(qū)江蘇潤易農(nóng)業(yè)科技有限公司2號、5號和8號大棚，大棚建造于2017年，種植品種為光陽玫瑰葡萄，株距2.50 m，行距2.66 m。

1.2 采集方法

土壤按照GB/T 36197—2018標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采集，利用內(nèi)徑30 mm的土鉆，采用5點法取樣，采集0～20、20～40、40～60 cm大棚內(nèi)耕層土壤，每個大棚各層土壤取3個混合土樣。將采集的土壤樣品風(fēng)干后研磨過篩保存，用于土壤理化性質(zhì)的測定。

1.3 試驗方法

土壤pH值按照NY/T 1121.2—2006標(biāo)準(zhǔn)采用玻璃電極法進(jìn)行測定；電導(dǎo)率按照HJ 802—2016標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；有機質(zhì)含量按照NT/T 1121.6—2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；全氮含量按照HJ 717—2014凱氏法進(jìn)行測定；全磷含量按照GB/T 9837—1988標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；全鉀含量按照NY/T 87—1988標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；堿解含量氮按照LY/T 1229—1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；有效磷含量按照NY/T 1121.7—2014標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；有效鉀含量按照NY/T 889—2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；有效硼含量按照NY/T 1121.8—2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定；鈣、鎂元素含量采用HF-HNO3- H2O2消解，ICP-AES/MS法進(jìn)行測定［6］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)（表1）并采用SPSS 23.0軟件對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，采用Excel 2019軟件作圖。

表1 全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值和EC值的垂直分布特征

從表2可以看出，3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤pH值在7.62～8.23之間，屬于弱堿性土壤。同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層土壤pH值顯著低于20～40和40～60 cm土層的，而20～40和40～60 cm土層土壤pH值差異不具有顯著性（P＞0.01）。3個設(shè)施大棚土壤pH值隨著土層深度的增加呈垂直增加的分布規(guī)律。

表2 設(shè)施葡萄園不同深度土壤pH值和EC值

3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤EC值在582.0～1465.0 μs/cm之間，且隨著土壤深度的增加呈先減少后持平的垂直分布規(guī)律。同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層土壤EC值顯著低于20～40和40～60 cm土層的，而20～40和40～60 cm土層土壤EC值差異不具有顯著性；2號設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層土壤EC值顯著高于5號和8號設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層的，而5號和8號設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層土壤EC值差異不具有顯著性（P＞0.01）。

2.2 土壤養(yǎng)分含量的垂直分布特征

2.2.1 土壤有機質(zhì)含量的垂直分布特征 從表3可以看出，3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有機質(zhì)含量在3.84～ 32.40 g/kg之間，5號棚土壤有機質(zhì)含量最高，平均值為19.91 g/kg，2號棚土壤有機質(zhì)含量最低，平均值為11.59 g/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有機質(zhì)含量均隨著土壤深度的增加而降低。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同土層土壤有機質(zhì)含量差異極顯著（P＜0.01）。

2.2.2 土壤全氮、全磷、全鉀含量的垂直分布特征 從表3可以看出，3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤全氮含量在0.26～2.03 g/kg之間，5號棚土壤全氮含量最高，平均值為1.24 g/kg，8號棚土壤全氮含量最低，平均值為0.89 g/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤全氮含量均隨著土壤深度的增加而降低。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同土層土壤全氮含量差異極顯著（P＜0.01）。

表3 設(shè)施葡萄園不同深度土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量

3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤全磷含量在0.62～2.37 g/kg之間，5號棚土壤全磷含量最高，平均值為1.27 g/kg，8號棚土壤全磷含量最低，平均值為0.93 g/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤全磷含量均隨著土壤深度的增加而降低。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層土壤全磷含量顯著高于20～40和40～60 cm土層土壤的全磷含量，而20～40和40～60 cm土層土壤全磷含量無顯著性差異（P＞0.01）。

3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤全鉀含量在23.46～26.08 g/kg之間，5號棚土壤全鉀含量最高，平均值為25.77 g/kg，8號棚土壤全鉀含量最低，平均值為24.12 g/kg；但3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤全鉀含量無明顯變化規(guī)律。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm土層土壤全鉀含量無顯著性差異（P＞0.01）。

2.2.3 土壤堿解氮、有效磷和有效鉀含量的垂直分布特征 從表4可以看出，3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤堿解氮含量在35.5～211.83 mg/kg之間，5號棚土壤堿解氮含量最高，平均值為123.00 mg/kg，8號棚土壤堿解氮含量最低，平均值為85.61 mg/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤堿解氮含量均隨著土壤深度的增加而降低。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤堿解氮含量差異極顯著（P＜0.01）。

表4 設(shè)施葡萄園不同深度土壤堿解氮、 有效磷和有效鉀含量

3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效磷含量在8.62～92.04 mg/kg之間，5號棚土壤有效磷含量最高，平均值為64.05 mg/kg，8號棚土壤有效磷含量最低，平均值為19.60 mg/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效磷含量均隨土壤深度的增加而降低。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi) 0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤有效磷含量差異極顯著（P＜0.01）。

3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效鉀含量在77.87～ 668.84 mg/kg之間，2號棚土壤有效鉀含量最高，平均值為465.57 mg/kg，8號棚土壤有效鉀含量最低，平均值為155.08 mg/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效鉀含量均隨著土壤深度的增加而降低。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤有效鉀含量差異極顯著（P＜0.01）。

2.3 不同深度土壤中、微量元素含量的垂直分布特征

從表5可以看出：3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效B、有 效Zn含 量 范 圍 分 別 在0.17～1.44、36.93～91.51 mg/kg；5號棚土壤有效B含量最高，平均值為0.87 mg/kg，8號棚土壤有效B含量最低，平均值為0.42 mg/kg；5號棚土壤有效Zn含量最高，平均值為81.15 mg/kg，8號棚土壤有效Zn含量最低，平均值為64.19 mg/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效B含量和有效Zn含量都隨著土壤深度的增加而逐漸降低。2號設(shè)施大棚內(nèi)40～60 cm深度土層土壤有效B含量顯著低于0～20和20～40 cm土層土壤有效B含量，0～20和20～40 cm土層土壤有效B含量不具有差異顯著性；5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤有效B含量差異極顯著（P＜0.01）。2號和5號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20 cm土層土壤有效Zn含量顯著高于20～40和40～60 cm土層土壤的有效Zn含量，20～40和40～60 cm土層土壤有效Zn含量差異不顯著（P＞0.01）。

從表5可以看出：3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效Ca、有效Mg和有效Fe含量范圍分別為53.24～64.34、17.55～21.93和24.74～30.18 mg/kg；8號棚的土壤有效Ca含量最高，平均值為61.87 mg/kg，2號棚土壤有效Ca含量最低，平均值為58.13 mg/kg；2號棚土壤有效Mg含量最高，平均值為19.28 mg/kg，8號棚土壤有效Mg含量最低，平均值為17.64 mg/kg；5號棚土壤有效Fe含量最高，平均值為28.61 mg/kg，2號棚土壤有效Fe含量最低，平均值為25.98 mg/kg；3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤有效Ca、有效Mg和有效Fe含量基本上均呈現(xiàn)出隨著土壤深度的增加而逐漸升高的垂直分布規(guī)律。2號和5號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤有效Ca含量差異顯著；8號設(shè)施大棚內(nèi)40～60 cm土層土壤有效Ca含量顯著高于0～20 cm土層土壤有效Ca含量，0～20和20～40 cm土層土壤有效Ca含量差異不顯著（P＞0.01）。2號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤有效Mg含量無顯著性差異；5號設(shè)施大棚內(nèi)40～60 cm深度土層土壤有效Mg含量極顯著高于0～20和20～40 cm土 層 土 壤 有 效Mg含 量，0～20和20～40 cm土層土壤有效Mg含量不具有顯著性差異（P＞0.01）。2號、5號和8號同一設(shè)施大棚內(nèi)0～20、20～40和40～60 cm不同深度土層土壤有效Fe含量無顯著差異（P＞0.01）。

表5 設(shè)施葡萄園不同深度土壤中、微量元素含量

2.4 土壤營養(yǎng)物質(zhì)的豐缺情況

2.4.1 土壤有機質(zhì)的豐缺情況 根據(jù)表1和表3可知，3個葡萄設(shè)施大棚0～60 cm土壤有機質(zhì)豐缺程度不盡相同。由表3可知，3個設(shè)施大棚有機質(zhì)含量（平均值）都處于較缺水平，土壤有機質(zhì)多集中在0～20 cm土層土壤，其含量占有機質(zhì)總含量的53.84%，在該土層土壤有機質(zhì)含量2號設(shè)施大棚處于較缺等級，5號設(shè)施大棚處于較豐富等級，8號設(shè)施大棚處于中等等級；20～40 cm土層土壤有機質(zhì)含量占總有機質(zhì)含量的30.53%，都處于較缺等級；40～60 cm土層有機質(zhì)含量占總有機質(zhì)含量的15.62%，2號和5號設(shè)施大棚處于缺等級，8號設(shè)施大棚處于極缺等級。綜合分析可知，土壤有機質(zhì)基本上集中在0～40 cm土層中，其含量占有機質(zhì)總含量的84.38%。

2.4.2 土壤氮、磷、鉀的豐缺情況 根據(jù)表1和表3可知，3個葡萄設(shè)施大棚0～60 cm土壤氮、磷、鉀的豐缺程度有所不同。由表3和表4可知，3個葡萄設(shè)施大棚土壤全氮和堿解氮含量處于中等水平，土壤全氮和堿解氮集中在0～20 cm土層土壤，分別占全氮和堿解氮總含量的54.17%、52.90%；20～40 cm土層土壤全氮和堿解氮含量分別占全氮和堿解氮總含量的30.04%、31.86%；40～60 cm土層土壤全氮和堿解氮含量分別占全氮和堿解氮總含量的15.79%、15.24%。3個葡萄設(shè)施大棚土壤全磷和有效磷含量處于豐富水平，土壤全磷和有效磷集中在0～20 cm土層土壤，分別占全磷和有效磷總含量的55.60%、49.38%；20～40 cm土層土壤全磷和有效磷含量分別占全磷和有效磷總含量的24.53%、36.95%；40～60 cm土層土壤全磷和有效磷含量分別占全磷和有效磷總含量的19.87%、13.68%。3個葡萄設(shè)施大棚土壤全鉀和有效鉀含量處于豐富水平，0～20 cm土層土壤全鉀含量占全鉀總含量的33.34%；土壤有效鉀多集中在0～20 cm，占有效鉀總含量的52.69%。20～40 cm土層土壤全鉀和有效鉀含量分別占全鉀和有效鉀總含量的33.77%、27.34%；40～60 cm土層土壤全鉀和有效鉀含量分別占全鉀和有效鉀總含量的32.89%、19.98%。從以上數(shù)據(jù)可以看出：3個設(shè)施大棚土壤氮含量處于中等水平，磷和鉀含量處于豐富水平，且大多集中在0～40 cm土層中。

3 討論

土壤養(yǎng)分表層的聚集主要由其遷移和活化造成的。土壤的肥力保持能力和流失的快慢在一定程度上主要由養(yǎng)分的遷移能力決定。本研究試驗區(qū)為設(shè)施連棟大棚，以滴灌方式進(jìn)行水分灌溉，自然降水對土壤的影響極小，也對土壤養(yǎng)分的遷移影響較?。?］。研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施栽培內(nèi)土壤養(yǎng)分主要隨著水分的下滲垂直遷移［8］，在水分的濕潤下，土壤表層養(yǎng)分被浸提和分解［9］，導(dǎo)致養(yǎng)分隨著水分的下滲而遷移。本研究表明，設(shè)施大棚內(nèi)土壤養(yǎng)分具有明顯的表層聚集現(xiàn)象，土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷、有效鉀在0～20 cm土層聚集50.0%左右，在0～40 cm土層聚集80.0%左右；0～20 cm土層土壤氮、磷、鉀含量顯著高于20～40、40～60 cm土層土壤氮、磷和鉀的含量；土壤EC值、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、有效鉀、有效B和有效Zn含量隨著土壤深度的增加均呈減少的垂直分布規(guī)律。范曉暉等［4］研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)查區(qū)內(nèi)土壤養(yǎng)分具有明顯的表層“積聚效應(yīng)”，土壤全氮、全磷、有效磷和有效鉀含量隨土層深度的增加而減少，這與本研究結(jié)果一致，與其他學(xué)者的研究結(jié)果［10-14］也基本相似。土壤養(yǎng)分的表層聚集現(xiàn)象也可能與果農(nóng)的施肥方式、管理方式有關(guān)，撒施和施肥深度較淺都是造成土壤養(yǎng)分表層聚集現(xiàn)象的原因。土壤全鉀含量隨著土壤深度的增加無明顯的變化規(guī)律，這可能是因為葡萄較喜好鉀肥，果農(nóng)施用鉀肥過多，易造成設(shè)施葡萄大棚土壤鉀元素的積累。整體而言，土壤有效Ca、有效Mg和有效Fe隨著土壤深度的增加呈逐漸升高的垂直分布規(guī)律，這說明土壤有效Ca、有效Mg和有效Fe在土壤中有了累積。周俊等［15］對農(nóng)田耕層土壤中、微量元素的空間分布進(jìn)行了研究，得出全區(qū)土壤有效Fe平均含量隨著土層的加深呈緩慢增加的趨勢，這與本研究結(jié)果一致。

土壤是葡萄正常生長的基礎(chǔ)條件，其養(yǎng)分豐缺狀況在很大程度上決定了植株壽命、果實品質(zhì)以及葡萄酒的質(zhì)量與風(fēng)味［16］。對土壤養(yǎng)分豐缺狀況進(jìn)行調(diào)查研究是對葡萄進(jìn)行合理施肥與養(yǎng)分管理的需要，土壤的養(yǎng)分含量對葡萄樹體生長狀況及果實品質(zhì)影響較大［17］。本研究表明，試驗區(qū)土壤磷、鉀含量處于豐富水平，氮含量處于中等水平，有機質(zhì)含量處于較缺水平，這說明3個設(shè)施大棚不平衡施肥現(xiàn)象明顯，有機肥施用不足，磷、鉀肥施用過量。因此，葡萄生產(chǎn)中的肥料施用不能盲目，要根據(jù)葡萄生產(chǎn)區(qū)地形、土壤養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果、種植葡萄特性和生產(chǎn)規(guī)律進(jìn)行施肥，并輔助施用生物菌肥等，提高肥料利用率，減少資源浪費和投入。

4 結(jié)論

試驗區(qū)3個設(shè)施大棚內(nèi)土壤養(yǎng)分具有明顯的表層聚集現(xiàn)象，土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷、有效鉀的50.0%左右聚集在0～20 cm土層，80.0%左右聚集在0～40 cm土層；0～20 cm土層土壤氮、磷、鉀含量顯著高于20～40、40～60 cm土層土壤氮、磷和鉀的含量；土壤EC值、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、有效鉀、有效B和有效Zn含量隨著土壤深度的增加呈減少的垂直分布規(guī)律，土壤全鉀含量隨著土壤深度的增加無明顯的變化規(guī)律，土壤pH、有效Ca、有效Mg和有效Fe含量隨著土壤深度的增加基本上呈逐漸升高的垂直分布規(guī)律；土壤磷、鉀較為豐富，氮含量處于中等水平，有機質(zhì)含量較低，存在不平衡施肥的現(xiàn)象，有機肥施用不足，磷、鉀肥施用過量。