玛纳斯地区不同树龄赤霞珠葡萄根系分布的研究

王 凯,宋文彩,罗宇晨,房玉林

(西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100)

玛纳斯地区不同树龄赤霞珠葡萄根系分布的研究

王 凯,宋文彩,罗宇晨,房玉林

(西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100)

【目的】 研究新疆昌吉州玛纳斯不同树龄赤霞珠葡萄根系的分布，为确定各个树龄葡萄树所适用的栽培方法提供参考。【方法】 以玛纳斯地区树龄1，3，4，6，7，12和13年的赤霞珠葡萄植株为试验材料，采用挖掘法进行调查：以葡萄树干为起点，在距葡萄主干南北侧0～60 cm以及距主干东侧0～120 cm区域顺行挖深120 cm的取样区，将此边长为120 cm立方体的取样区再划分为边长30 cm的小区域，将每个小区域葡萄根系慢慢抖落除去附着土壤后，对该区域内的根系进行观察、分类和计数。【结果】 赤霞珠葡萄根系水平分布范围一般为距主干两侧90 cm内，垂直方向分布深度一般为60 cm，集中分布土层深度为0～30 cm。从根系类型来看，其根系主要以直径<2 mm的吸收根和2 mm≤直径<5 mm的侧根为主，5 mm≤直径<10 mm的根量较少。从不同树龄来看，4年树龄以下时根系延伸幅度较大，而树龄超过4年后，垂直方向上根系缓慢延伸甚至停止延伸，主要与水分和养分等生长条件有关。【结论】 葡萄植株的根系分布情况与土壤质地和树龄有密切关系。

酿酒葡萄；赤霞珠；树龄；根系分布；玛纳斯地区

根系是葡萄植株获得生长能量的主要器官[1-2],葡萄根系广泛分布于土壤中，从土壤各个方位与层次吸收其中的养分和水分。植物的根系就像植物的消化吸收系统一样，具备良好的消化吸收功能才能健康良好地生长，故植物根系方面的研究对栽培技术的提高有很大影响。葡萄根系生长以及根系对养料和水分吸收的研究对葡萄园的管理和栽培的引导具有非常重要的意义[3-5]。了解葡萄根系分布的特征，有利于针对性地改进栽培管理技术，使其能在施肥与灌溉时对养料和水分的吸收效果达到最好。同时，通过对施肥与灌溉技术方法进行改进，可实现对资源的节约利用，并使整个葡萄园区获得更好的经济效益，还能提高水的有效利用率，为水资源的可持续利用奠定坚实的基础[6]。根系在土壤中的分布影响着对园区所施肥料和灌溉水的吸收利用效率，也反映了土壤中物质和能量被植株利用的可能性以及生产力[7-9]。因此研究葡萄根系的分布，可根据其分布的特点改良栽培技术，以有效提高葡萄的产量、质量及经济效益。

目前有关葡萄根系分布的影响因素研究较多，认为影响葡萄根系分布的因素有自身品种特性、砧木、土壤、树龄、栽培管理方式等[5,7,10-12]。颜正平[13]认为，植物根系的分布受到诸多因素的影响，这些因素之间存在着相互依存、相互制约、协调发展、转化再生、动态平衡的相互关系[10]。综观现有关于葡萄根系的研究报道，多注重根系分布的影响因素及其关系，缺乏对单个因素的深入研究。为此，本研究对中国优质酿酒葡萄之乡玛纳斯地区的赤霞珠葡萄树龄与其根系分布之间的关系进行了详细的调查，以期为该区不同树龄葡萄树的栽培与管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料分别为1，3，4，6，7，12和13年树龄的酿酒葡萄“赤霞珠”植株，取样地点位于新疆昌吉州玛纳斯县酿酒葡萄基地。

1.2 试验方法

2011年10月于新疆昌吉州玛纳斯县酿酒葡萄基地，对不同树龄酿酒葡萄(赤霞珠)根系的分布情况采用挖掘法进行调查[14]。以葡萄树干为起点，在距葡萄主干南北侧分别为0～60 cm区域以及距主干东侧0～120 cm区域顺行挖深120 cm的取样区，将取样区在水平与垂直方向再分为0～30，30～60，60～90和90～120 cm 4个小区，如此在水平与垂直方向的分区将葡萄主干东侧边长120 cm的立方取样区域分为若干个边长30 cm的小立方区域，分别将每个小区域内根系上附着的土慢慢抖落，动作轻柔以免伤害到较细的根系，得到比较完整的根系进行观察分类与计数。

为便于对根系进行分类观察与计数分析，将根系分为4个类型：A级根，直径<2 mm；B级根，2≤直径<5 mm； C级根，5≤直径<10 mm； D级根，直径≥10 mm。其中A级根最细，为从侧根分生出来的吸收根，主要负责根系的吸收功能，将土壤中的营养物质和水分吸收后传输到葡萄植株的各个部位，为其生长供给必要的能源，因此吸收根是极其重要的一类根；B级根为侧根，构成了整个根系的脉络，使根系向周围辐射开来；C、D级根都是较粗的根，构成了根系的骨架，对整个植株起着支撑作用。从C、D级粗根上分生出侧根，侧根再进一步分生出吸收根，从而由这些不同粗细、功能的根系形成葡萄植株的整个根系系统。

2 结果与分析

2.1 不同树龄葡萄根系的分布情况

2.1.1 13年生赤霞珠 图1为1999年定植(13年树龄)葡萄树主干南北侧各0～60 cm、东侧0～120 cm及土层深度0～120 cm内根系的水平、垂直分布情况。

由图1可知，13年生葡萄植株的根系主要分布在距主干0～60 cm的土壤中。当深度超过60 cm时，仅在主干附近有少量根系分布，而深度90 cm以下区域几乎无根系分布。从根系类型来看，其根系主要以A级(直径<2 mm)的吸收根及B级(2≤直径<5 mm)的侧根为主。

2.1.2 12年生赤霞珠 图2显示，12年树龄葡萄植株根系在水平方向的分布较为广阔，而在垂直方向主要分布在60 cm深度以内，深度超过60 cm的区域基本无根系分布，这主要是因为根系生长的趋肥性以及50～60 cm深度以下的土壤质地较硬而使根系难以下扎所致。从根系类型来看，12年葡萄植株根系主要以A级(直径<2 mm)的吸收根和B级(2≤直径<5 mm)的侧根为主。

图1 13年生赤霞珠根系的水平与垂直分布.A级根；.B级根；.C级根；.D级根

图2 12年生赤霞珠根系的水平与垂直分布.A级根；.B级根；.C级根；.D级根

2.1.3 7年生赤霞珠 图3为2005年定植的7年树龄葡萄树主干南北侧0～60 cm、东侧0～120 cm及深度0～120 cm内根系的水平、垂直分布情况。

图3 7年生赤霞珠根系的水平与垂直分布 .A级根；.B级根；.C级根；.D级根

由图3可知，该树龄葡萄植株的根系在垂直方向上主要分布在深度60 cm的范围以内，由于30 cm以下土层土壤质地较为坚硬，所以根系更多地集中分布在0～30 cm土层中；7年生葡萄植株根系在水平方向上的分布相对较为广阔，主要分布在距主干90 cm范围以内。根系的类型主要以A级(直径<2 mm)的吸收根和B级(2≤直径<5 mm)的侧根为主。

2.1.4 6年生赤霞珠 图4为2006年定植的6年生葡萄树主干南北侧0～60 cm、东侧0～120 cm及土层深度0～120 cm内根系的水平、垂直分布情况。

图4 6年生赤霞珠根系的水平与垂直分布 .A级根；.B级根；.C级根；.D级根

由图4可知，6年生赤霞珠的根系分布情况与7年生赤霞珠非常相近，其根系主要分布在水平方向0～90 cm、垂直方向0～60 cm区域内，深度60 cm以下土层中几乎无根系分布，这主要是由于60 cm以下土层的土质较为坚硬，根系难以下扎所致。

2.1.5 4年生赤霞珠 图5为2008年定植的4年生葡萄树主干南北侧0～60 cm、东侧0～120 cm及土层深度0～120 cm内根系的水平、垂直分布情况。

图5 4年生赤霞珠根系的水平与垂直分布.A级根；.B级根；.C级根；.D级根

图5表明，同样由于60 cm以下土层极为坚硬根系下扎困难，4年生葡萄植株的根系在垂直方向上主要分布在0～60 cm的土层内，集中分布在0～30 cm土层。在水平方向其根系分布范围相对较广，主要分布在距主干0～90 cm的范围内。从根系的类型看，4年生赤霞珠的根系主要以A级(直径<2 mm)的吸收根和B级(2≤直径<5 mm )的侧根为主，少量分布有C级(5≤直径<10 mm)的较粗根。

2.1.6 3年生赤霞珠 图6为2009年定植的3年生葡萄树主干南北侧0～60 cm、东侧0～120 cm及深度0～120 cm土层内根系的水平、垂直分布情况。

由图6可知， 3年生葡萄植株的根系相对较少，在垂直方向主要分布在0～60 cm的土层中，水平方向多分布在距主干90 cm的范围内，其中以A级(直径<2 mm)吸收根的延伸范围较广。从根系类型看，主要以A级(直径<2 mm)的吸收根和B级(2≤直径<5 mm)的侧根为主。

图6 3年生赤霞珠根系的水平与垂直分布 .A级根；.B级根；.C级根；.D级根

2.1.7 1年生赤霞珠 图7为2011年定植的1年生葡萄树主干南北侧0～60 cm、东侧0～120 cm及土层深度0～120 cm内根系的水平、垂直分布情况。图7显示，1年生葡萄植株由于生长年限短，其根量较少，在垂直和水平方向上都主要分布在0～30 cm土层。

图7 1年生赤霞珠根系的水平与垂直分布 .A级根；.B级根；.C级根；.D级根

2.2 不同树龄葡萄根系的回归分析

图8，9，10为玛纳斯地区赤霞珠葡萄根系总数及分布深度、广度与树龄的回归关系。在图8中y代表根系总数，x代表树龄；在图9，10中y代表延伸的距离，x代表树龄。从图8可知，玛纳斯地区赤霞珠葡萄根系的大幅度生长发生在1～4年树龄时期，树龄大于4年后根系增长速度明显降低，根系的总量随着树龄的增长而不断增加，但增长速度逐渐减慢。图9显示，除在前3年树龄时垂直方向上的根系数量有一突增外，根系垂直下扎的深度随树龄的增长变化较小，原因是过深的土壤较为坚硬不易下扎，同时也受养料和水分等生长条件所限制。总体分析认为，研究区葡萄根系在种植后的前4年内的生长速度相对较快， 4年之后根系生长速度逐渐降低，增长趋势趋缓。

图8 不同树龄赤霞珠根系总数的回归分析

对玛纳斯地区赤霞珠葡萄根系水平延伸长度与树龄的回归分析(图10)表明，在树龄小于4年时,根系在水平方向上的延伸速度较快，在树龄为3年时根系向外延伸的距离有一次明显的突增，而在树龄大于4年后根系向外延伸的速度明显降低，呈一个平稳不变的态势，发展速度较缓。

图9 不同树龄赤霞珠根系分布深度的回归分析Fig.9 Regression analysis of depth distribution of Cabernet Sauvignon at different ages

图10 不同树龄赤霞珠根系分布广度的回归分析Fig.10 Regression analysis of scope distribution of Cabernet Sauvignon at different ages

3 讨论与结论

不同树龄葡萄植株的根系分布情况具有明显的差异。随着树龄的增长，根系分布范围也越大。其一，随着树龄的增长，树体本身在不断的生长，根系也在不断的生长蔓延，并且在根系生长到一定阶段其对较为坚硬土层的下扎能力也有所增强，所以根系的分布范围也随之变深。其二，随着树龄的增长，由于树体本身生长发育需要大量的养料和水分，根系便会发挥其趋肥趋水的性质，根系生长蔓延得更广以达到吸收更多养料和水分的目的。赵成义等[3]与周青云等[15]均指出，植物根系生长与植物根系的吸水作用是紧密联系在一起的两个过程，这说明水分对根系分布具有引导作用。此外，栾丽英等[5]研究表明，葡萄树龄的变化会影响其根际部位所有微生物的根际效应，树龄对根系生长与根系分布具有间接影响。在植物的根际土壤中，微生物的各种生命活动对植物根系的养分、水分吸收以及植物自身各个部位的正常生长发育都有着较为显著的促进作用，说明土壤微生物对植物根系的分布有一定的反馈调节作用。

本研究表明，玛纳斯地区赤霞珠葡萄根系分布与土壤的质地和葡萄的树龄有密切关系。1年树龄的葡萄树由于生根时间较短，其根系分布情况不足以说明树龄与根系分布的关系问题，所以对1年生葡萄树暂不进行过多分析。从分布范围来看，赤霞珠葡萄根系的水平分布范围一般为距主干90 cm以内，垂直方向主要分布在深度60 cm的土层中，集中分布在0～30 cm土层。从根系类型来看，其根系多为A级(直径<2 mm)的吸收根和B级(2 mm≤直径<5 mm )的侧根。从不同树龄来看，树龄在4年以下时，根系在水平与垂直方向上的延伸幅度都较大。而树龄超过4年后，在垂直方向表现出延伸缓慢甚至停止延伸，主要受到水分、养分和土壤质地等生长条件的影响。这与刘俊[16]对龙眼葡萄根系观察与研究的结果基本一致，即水平方向上根系在栽植后4年内延伸速率较为迅速，栽植后第5年生长速率有所减缓。

由本研究结果可知，树龄较低时葡萄根系生长很快，所以在树龄1～4年时应优先培养根系的分布区域，即在1～4年树龄的葡萄园内，可以先采用漫灌的方式来进行灌溉，使葡萄根系较快地分布于更广泛的区域并且能较均匀地分布；在树龄超过4年以后，可以开始采用滴管灌溉以使吸收根集中分布在所规划的位置，以利于后期施肥时肥料的集中吸收。如此以来，便可以提高水肥利用率，从而提高葡萄园区的整体经济效益。

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Distribution of Cabernet Sauvignon grape roots in Manas region

WANG Kai,SONG Wen-cai,LUO Yu-chen,FANG Yu-lin

(CollegeofEnology,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 This paper studied the distribution of Cabernet Sauvignon grape roots at different ages in Manas Changji to choose rational vine cultivation methods for grapes at different ages.【Method】 Mining investigation method was adopted to investigated Cabernet Sauvignon grape plants with ages of 1,3,4,6,7,12 and 13 years in Manas area.Starting from trunk,sampling area was set on the south and north sides of 0-60 cm and on the eastern side of 0-120 cm with anterograde dug deep of 120 cm.Then along the 120 cm side,the hypercube sampling area was divided to small regions with side length of 30 cm.Soil was shaken off the roots in each region before the root system was observed and counted. 【Result】 The roots of Cabernet sauvignon generally distributed in the region less than 90 cm away from the trunk in the horizontal direction and less than 60 cm away from surface vertically,centered in depth of 0-30 cm.Absorbing roots with diameter of <2 mm and lateral roots with diameter of ≥2-<5 mm were the main category while those with diameter of ≥5-<10 mm were less.Roots of trees with age of less than 4 years grew fast in the horizontal and vertical directions while those of trees older than 4 years grew slowly or even stopped due to the effects of soil moisture and nutrient conditions.【Conclusion】 The distribution of grape roots was affected by soil type and age.

Vitis vinifera;Cabernet Sauvignon;age;distribution of roots;Manas

时间:2015-09-09 15:41DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.10.018

2014-05-12

国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD31B07)

王 凯(1991-)，男，山东枣庄人，在读硕士，主要从事葡萄栽培学研究。E-mail:569425884@qq.com

房玉林(1973-)，男，河南兰考人，教授，博士，博士生导师，主要从事葡萄栽培学研究。 E-mail:fangyulin@nwsuaf.edu.cn.

S663.1

A

1671-9387(2015)10-0138-07

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150909.1541.036.html