全 文 ：中国生态农业学报 2010年 5月 第 18卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2010, 18(3): 477−481


* 国家现代农业产业技术体系建设专项基金(nycytx-30-zp-08)和辽宁省科技厅重大科技攻关项目(2008204003)资助
郭修武(1959~), 男, 教授, 博士生导师, 主要研究方向为果树栽培与生理生态等。E-mail: guoxw1959@163.com
收稿日期: 2009-06-16 接受日期: 2009-09-11
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00477
不同种植年限葡萄园根区土壤养分变化
及对再植葡萄生长的影响*
郭修武 1 李 坤 1 郭印山 1 李成祥 1 谢洪刚 2
胡禧熙 3 张立恒 1 孙英妮 1
(1. 沈阳农业大学园艺学院 沈阳 110161; 2. 辽宁农业职业技术学院 营口 115214;
3. 黑龙江省农业科学院大庆分院 大庆 163316)
摘 要 研究了种植葡萄 30 年重茬 3次和种植葡萄 3年新建葡萄园的根区土壤养分变化, 结合盆栽试验, 分
析了不同葡萄园根区土壤对再植葡萄生长发育的影响。结果表明, 连作葡萄园土壤有机质及大量元素 N、P、
K、水溶性 Ca、Mg含量并未减少, 表现出显著增加趋势, 而微量元素变化较为复杂, 随着葡萄种植时间延长,
Fe、Mn含量减少, Zn、Cu含量增加, Zn/Mn、Zn/Fe、N/Fe、P/Fe、Zn/K等比例失调, 其中 Zn/Mn、Zn/Fe比
例失调最为严重。与新植园土盆栽葡萄相比, 连作园根区土盆栽葡萄的株高、茎粗、地上鲜重、地下鲜重、
叶绿素含量和根系活力均较低, 分别比新植园土盆栽葡萄降低 39.80%、5.82%、47.97%、30.17%、30.36%和
21.22%, 表现出明显的重茬障碍症状。连作土壤中 Fe含量减少, Zn/Mn、Zn/Fe比例失调可能是葡萄连作障碍
产生的重要原因之一。
关键词 葡萄 根区 土壤养分 葡萄园 连作障碍
中图分类号: S663.1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)03-0477-05
Root zone soil nutrient change of vineyard with different planting years
and related effect on replanted grape growth
GUO Xiu-Wu1, LI Kun1, GUO Yin-Shan1, LI Cheng-Xiang1, XIE Hong-Gang2,
HU Xi-Xi3, ZHANG Li-Heng1, SUN Ying-Ni1
(1. College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China; 2. Liaoning Agricultural Vocational
and Technical College, Yingkou 115214, China; 3..Daqing Branch, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Daqing
163316, China)
Abstract Root zone soil nutrient change in different vineyards respectively replanted 3 times with 30 years cultivation and not
replanted with 3 years cultivation of grapes was studied. Growth of replanted grapes in root zone soil from different vineyards was
also investigated through potted experiment. The results indicate that soil organic matter and macro-elements (N, P, K and available
Ca and Mg) increase with increasing grape planting years. However, the dynamics of trace elements is a lot more complicated.
Available Fe and Mn are deficit in replanted vineyard soils, while available Cu, Zn increase. Zn/Mn, Zn/Fe, N/Fe, P/Fe, Zn/K are
imbalance in root zones, of which Zn/Mn and Zn/Fe are the worst state of balance. Compared to newly planted vineyards, average
plant height, stem diameter, shoot and root fresh weight, root activity and leaf chlorophyll content of replanted vineyards separately
drop by 39.80%, 5.82%, 47.97%, 30.17%, 21.22% and 30.36%, along with remarkable replant diseases. Available Fe deficiency and
Zn/Mn and Zn/Fe imbalances are the probable factors associated with replant obstacles of grape.
Key words Grape, Root zone, Soil nutrient, Vineyard, Replant obstacle
(Received June 16, 2009; accepted Sept. 11, 2009)
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植物连作会表现出长势衰弱、产量降低及病害
严重现象, 已成为生产上的难题。目前普遍认为土
壤养分亏缺或失衡、有害微生物的大量繁殖、根系
分泌物及前茬作物残留物的毒害是连作障碍产生的
重要原因[1−2]。其中土壤养分作为重要因素, 其含量
多少直接影响植株的生长, 果树为多年生木本植物,
根系分布深而广, 长期连作后植株从土壤中吸收的
营养成分相近, 消耗的营养元素在得不到及时补充
的情况下, 就会出现养分亏缺。我国目前在生产上,
特别是在保护地条件下, 比较重视氮、磷、钾的补
给, 而忽视果树对微量元素的需求, 容易造成土壤
中大量元素积累, 微量元素短缺或失衡。而任何一
种营养元素的不足或者过量, 都将导致植物生长发
育的不协调, 最终使果树生长不良或死亡 [3]。樊红
科等[4]对 16 年生红富士苹果根区土壤养分进行研
究认为, 果园土壤中 Zn元素亏缺和 Ca/Zn比例失调
可能是造成渭北高原苹果再植病害发生的重要原因
之一。
我国葡萄栽培量大, 随着种植时间延长, 许多
葡萄园都面临重茬再植问题, 但目前我国有关葡萄
连作后土壤养分变化趋势的研究尚少见报道。本试
验以已重茬 3次种植葡萄 30年和种植葡萄 3年的葡
萄园土壤作为研究对象, 比较不同葡萄园根区及其
附近空闲地土壤的养分含量变化, 并结合盆栽试验,
分析了不同来源土壤对再植葡萄生长的影响, 以期
找到土壤养分变化与再植障碍之间的相互关系, 为
揭示葡萄连作障碍产生的原因提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 土样采集
试验于 2008 年 4 月 28 日葡萄萌芽前取土, 共
设 4 个处理: 连作园根区土(L), 取自沈阳农业大学
葡萄试验园, 土质为潮棕壤, 管理水平中等, 1978年
建园至今, 期间原地更新 2次, 即重茬 3次, 最后一
次葡萄生长年限为 8 年; 连作园空闲土(LK), 为连
作园内葡萄栽培区周边的土壤; 新植园根区土(X),
取自沈阳农业大学天柱山新建葡萄园, 栽培葡萄 3
年; 新植园空闲土(XK), 为新植园内葡萄栽培区周
边的土壤。所选葡萄园的栽培品种为“巨峰”、“蜜
汁”、“紫珍香”、“晚红”、“京亚”、“火星无核”和
“夕阳红”等, 均以“贝达”(“Beta”)葡萄为砧木,
根区内土壤每年春季施有机肥(腐熟的鸡粪和猪粪)。
根区土壤取自距葡萄树干 1.5 m内、深度 10~30
cm的土壤, 空地土壤取与相应葡萄园土质相同、栽
培区四周未种过葡萄的深 10~30 cm内土壤。多点随
机取样, 混匀、过筛, 一部分用来测定养分指标, 一
部分进行盆栽试验。
1.2 盆栽试验
根据盆栽用土, 盆栽试验设 4 个处理, 分别为
连作园根区土(L)、连作园空闲土(LK)、新植园根区
土(X)、新植园空闲土(XK)。2008年春季定植, 试材
为“贝达”(“Beta”)葡萄扦插苗, 待成活后, 留单
蔓, 每处理 30盆, 所选素烧盆口径和深度为 20 cm×
15 cm, 埋入地下, 盆口高出地面 8 cm, 盆四周用土
夯实, 盆土离盆口 5 cm, 每盆装土 4 kg, 不施肥, 定
量浇水。
1.3 指标测定和数据分析
有机质测定采用重铬酸钾容量法−稀释热法 ,
全氮测定采用半微量开氏法, 全磷测定采用 HClO4-
H2SO4法, 全钾测定采用 NaOH 熔融、火焰光度法,
土壤碱解氮测定采用碱解−扩散法 , 土壤速效磷测
定采用钼蓝比色法, 土壤速效钾测定采用火焰光度
计法, 土壤水溶性钙、水溶性镁测定用原子吸收光
度法, 有效铁、有效锌、有效铜、有效锰测定用 DTPA
溶液浸提−火焰原子吸收光度法[5]。
2008 年生长季测定盆栽葡萄各项生长指标: 株
高、茎粗、地上和地下鲜重采用常规方法, 叶绿素
含量为丙酮−乙醇浸提分光光度法 , 根系活力为
TTC法[6]。并按下式计算各养分的失调比例:
养分失调比例=[(L−X)/X]×100% (1)
式中, L 为连作园中土壤养分比例, X 为新植园中土
壤养分比例。
所有数据用 DPS 数据处理软件进行处理, 差异
显著性采用 Duncan’s新复极差法测验分析。
2 结果与分析
2.1 葡萄根区土壤养分含量的变化
随着葡萄种植时间的延长, 土壤中有机质及大
量元素含量均发生变化(表 1)。连作园根区土壤养分
含量高于新植园根区土; 连作园中, 根区土壤养分
含量高于空闲地土壤; 新植园中, 土壤各项养分含
量变化情况不同, 根区土壤有机质、全磷、碱解氮、
速效钾、水溶性镁含量低于空闲土, 其他大量元素
含量高于空闲地土壤。
由表 2 可知, 连作园根区土壤有效铁和有效锰
含量显著低于新植园, 两者差值为 6.48 µg·g−1 和
1.94 µg·g−1, 有效锌和有效铜含量随着葡萄种植时
间的延长而呈显著增加趋势。植物对微量元素的需
求量虽不大, 但其缺乏对植物产生很大影响。按照
李淑芬等[7]对辽宁省土壤有效态微量元素的分级标
准, 本试验连作园土壤中的 Fe含量属于低水平, Mn
和 Cu含量属于中等水平, Zn含量属于很高水平, 新
第 3期 郭修武等: 不同种植年限葡萄园根区土壤养分变化及对再植葡萄生长的影响 479


表 1 葡萄根区土壤有机质及大量元素的含量变化
Tab. 1 Changes of contents of soil organic matter and macro-elements in grape root zone
处理
Treatment
有机质
Organic
matter
(g·kg−1)
全氮
Total N
(g·kg−1)
全磷
Total P
(g·kg−1)
全钾
Total K
(g·kg−1)
碱解氮
Available N
(mg·kg−1)
速效磷
Available P
(mg·kg−1)
速效钾
Available K
(mg·kg−1)
水溶性钙
Available Ca
(mg·kg−1)
水溶性镁
Available
Mg
(mg·kg−1)
L 16.21a 1.46a 1.73a 5.28a 134.75a 199.96a 151.22b 245.15a 521.26a
LK 11.97ab 0.91d 0.99b 5.21b 94.50c 65.43d 136.46c 85.43c 361.69c
X 9.73b 1.32b 0.85d 5.09c 77.58d 120.31b 136.04c 165.65b 360.99c
XK 14.21a 0.98c 0.93c 4.88d 103.83b 102.81c 156.39a 39.86d 375.97b
同列不同字母表示差异显著(P<0.05), 下同。Different letters in the same column mean significant difference (P <0.05). The same below.

表 2 葡萄根区土壤微量元素的含量变化
Tab. 2 Changes of contents of soil trace elements in
grape root zone µg·g−1
处理
Treatment
有效铁
Available
Fe
有效锰
Available
Mn
有效锌
Available
Zn
有效铜
Available
Cu
pH
L 19.06c 20.54b 6.99b 0.58a 6.85
LK 9.72d 17.56c 8.56a 0.49b 7.19
X 25.54a 22.48a 2.56d 0.36c 6.43
XK 21.39b 20.64b 3.66c 0.33d 6.59

植园根区土壤中微量元素含量都在中等水平之上 ,
说明连作园土壤缺 Fe较严重。在种植系统内, 经过
外源有机肥施入及葡萄吸收携出, 土壤中微量元素
含量与空闲地相比有较大差异, 根区土壤的 Fe、Mn
和 Cu 含量高于空闲地, 而 Zn 含量显著低于空闲地
土壤。
2.2 葡萄根区土壤养分比例变化
土壤中各种养分含量的比例影响到植物对矿质
养分的吸收。由图 1可知, 长期种植葡萄, 根区土壤
大量元素之间存在一定程度的比例失调, N/K、P/K
的失调比例较高, 分别为 56.29%和 49.60%。这与葡
萄园长期施入腐熟的有机肥有关, 有机肥中 N、P含
量较高, K 含量相对较低, 造成随种植时间的延长,
K 元素与其他大量元素之间的比例失调, 而葡萄又
是喜 K植物, 对 N、P、K的需求比例约为 1∶0.4∶
1[8], 连作导致的低 K 元素比例, 势必会对葡萄的生
长产生影响。根区土壤中微量元素之间的比例也发
生改变, 表现为Mn/Fe、Zn/Mn和 Zn/Fe的比例失调,
其中后两者的比例失调最严重, 分别达到 199.18%
和 266.38%。大量元素与微量元素之间比例均存在
不同程度的失调, 除K/Mn外, 其他元素的失调比例
都在 50%以上, 其中 N/Fe、P/Fe 和 Zn/K 的比例
失调较严重。综合来看, 长期种植葡萄后, 根区土壤
中微量元素之间的比例失调最为严重, 大量元素之


图 1 连作葡萄园根区土壤大量元素间(a)、微量元素间(b)及大量元素与微量元素间(c)的失调比例
Fig. 1 Imbalance proportion of macroelements (a), trace elements (b) and between macroelements and trace elements (c) in grape
root zone soil of replanted vineyard
480 中国生态农业学报 2010 第 18卷



图 2 连作园根区土(a)、连作园空闲土(b)、新植园根区土(c)和新植园空闲土(d)葡萄根系生长状况
Fig. 2 Growth status of grape root in soil of replanted vineyard (a), fallow soil around replanted vineyard (b), soil of
new-planted vineyard (c) and fallow soil around new-planted vineyard (d)

表 3 不同来源土壤对葡萄生长及根系活力的影响
Tab. 3 Effect of different soils on the growth and root activity of grape
处理
Treatment
株高
Plant height
(cm)
茎粗
Stem diameter
(cm)
地上鲜重
Shoot fresh
weight (g)
地下鲜重
Root fresh
weight (g)
叶绿素含量
Chlorophyll content
(mg·g−1)
根系活力
Root activity
[mg(TTC)﹒g−1﹒h−1]
L 60.50d 0.356b 28.87c 16.76d 1.72c 0.661 8c
LK 71.90c 0.383a 38.71bc 22.50b 2.03b 0.702 9b
X 100.50a 0.378a 55.49a 24.00a 2.47a 0.840 1a
XK 87.80b 0.366ab 47.59ab 20.69c 2.29a 0.828 4a

间相对较轻, 而大量元素与微量元素之间的失调较
严重。
2.3 连作土壤盆栽葡萄植株的生长变化
调查发现, 长期种植葡萄的连作园根区土壤盆
栽葡萄 , 植株的根系生长不良 , 新根少 , 而其他处
理根系生长较好(图 2)。
由表 3 可以看出, 连作园根区土盆栽葡萄, 植
株的株高、茎粗、地上鲜重、地下鲜重、叶绿素含
量和根系活力均低于新植园土, 分别比新植园降低
39.80%、5.82%、47.97%、30.17%、30.36%和 21.22%,
证明连作园根区土壤不利于葡萄幼苗的生长。并且
连作园根区土盆栽葡萄的植株长势弱于对应空闲地
土壤, 而新植园中根区土盆栽葡萄, 植株生长的各
项生长指标均高于对应空闲地土壤。说明长期栽培
葡萄的土壤, 即使连年施有机肥, 植株的长势也弱
于对应空闲地土壤, 而短期栽培葡萄的土壤, 由于
外施肥料及土壤本身含有的养分, 能够充分满足植
株的生长发育要求, 表现为植株的长势强于空闲地
土壤。
3 讨论
再植障碍的原因很复杂, 是多种因素综合作用
的结果[9−12]。Hudska[13]认为根际微生态环境失调是
再植病害发生的主要原因。果树生长需要从土壤中
吸收养分, 土壤养分作为根际微生态系统的重要因
素之一, 其含量多少以及各养分比例变化将会对再
植植株生长产生显著影响。现有文献对植物连作后
土壤养分含量的变化报道较多, 普遍认为连作后土
壤养分含量减少或比例失衡[14−16]。
导致再植障碍的原因 , 由于地区和果园不同
也有差异 , 即使在同一地区也存在许多不确定因
素[17]。本试验供试葡萄园常年施用腐熟的鸡粪和猪
粪, 肥料中含有丰富的大量元素, 能够充分满足葡
萄生长需求。随着施入时间增加, 连作园土壤中大
量元素出现积累, 并且有机质含量随着有机肥的连
年施入也显著增加[18]。微量元素作为植物生长发育
的必需元素, 其含量多少会对植物产生重要影响。
鸡粪和猪粪中含有大量 Zn 和 Cu[19], 并且长期施用
有机肥会增加土壤有效锌含量[20]。韩晓日等[21]研究
证明, 连续施用有机肥料能提高土壤 pH 和增加有
机质含量, 随着有机质和 pH 值增加,土壤有效铁和
有效锰含量明显减少 , 这与本试验观测结果一致 ,
其中 Fe 的亏缺程度最为严重。缺 Fe 时, 幼叶黄化,
仅叶脉保留绿色, 本研究盆栽试验后期均观测到这
一现象, 并且连作园根区土栽培的葡萄叶片叶绿素
含量为 1.72 mg·g−1, 比新植园土栽培葡萄降低
30.36%。因此, 本试验供试葡萄园土壤中要注意增
加 Fe的施用。
葡萄对土壤中矿质营养元素不仅有种类的需
求, 并且对各种元素吸收比例有一定的规律性, 土
壤中某些元素的比例失调, 将妨碍根系对养分的吸
收。本试验对土壤中微量元素含量进行深入分析后
第 3期 郭修武等: 不同种植年限葡萄园根区土壤养分变化及对再植葡萄生长的影响 481


发现, 葡萄连作后土壤中 Zn/Mn、Zn/Fe、N/Fe、P/Fe、
Zn/K 等失调比例较高, 其中 Zn/Mn、Zn/Fe 比例失
调最为严重。盆栽试验初步验证, 重茬土壤栽培葡
萄幼苗, 植株长势衰弱, 表现出明显的再植障碍。因
此, 连作土壤中 Fe含量减少, Zn/Mn、Zn/Fe比例失
调可能是葡萄连作障碍产生的重要原因之一。
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更正启事

我刊2010年第18卷第2期438页“尽管目前已有试验研究表明土壤中的纳米颗粒对菌落形成、土壤微生
物新陈代谢等有显著影响”处的参考文献标注[50]错标为[51], 特此更正。