水肥调控对设施栽培葡萄生产影响及其管理研究
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第1章 葡萄生长特性与设施葡萄移栽和修剪

1.1 葡萄生长特性

1.1.1 形态特征

1.根

葡萄根系为肉质根,髓射线与辐射线特别发达,导管粗大,根中储存有大量的营养物质。其实生苗根系由主根与侧根组成,主根不多、特征明显,侧根发达。葡萄营养苗的根是由茎蔓的中柱鞘内发出,称为不定根,无明显主侧之分,可由众多的不定根组成强大的根系,如图1.1所示。

葡萄根系发达,适应性比较广,在肥沃疏松又有水浇条件的砂壤土中,根系分布比较浅,集中于地表以下40cm深的范围内,但其水平辐射范围比较广。在干旱少雨的山地,其根系可深入土层100cm以下,最深可达1400cm。葡萄根系有比较强的吸收能力,其细胞渗透压超过0.152MPa,因此,在干旱山地和盐碱土地中能够比较正常地生长发育。

图1.1 葡萄根系

图1.2 葡萄茎

2.茎

葡萄为蔓生,多匍匐生长而不能直立。按年龄及作用不同,葡萄茎分为主干、主蔓、多年生蔓、一年生蔓(结果母蔓)和当年新梢。前三者组成骨架,后二者可结果与扩大树冠。葡萄新梢由胚芽、冬芽、夏芽或隐芽萌发而成,新梢顶芽先是单轴生长,向前延长,以后顶芽转位生成卷须或花序,而侧生长点代替顶芽向前延长,成为合轴生长。这样交替进行的结果,形成了新梢的卷须有规律地分布,如图1.2所示。

葡萄新梢由节与节间组成,节部膨大,其上着生叶片与芽眼,芽眼的对面着生卷须或果穗,内部有一横膈膜。节间较节部细,其长短因品种与长势而异。新梢的色泽及表皮附着物,品种之间差异很大,是品种鉴定的重要标志之一。

葡萄新梢上有两种芽,即冬芽与夏芽。冬芽外被鳞片,是由一个主芽和数个预备芽组成。一般主芽较预备芽发达,春季发芽时首先萌发,若主芽受损,预备芽可代替之。但也有许多品种主芽与预备芽2~3个同时萌发。主芽与预备芽都可带有花序,但预备芽上花序较少。冬芽当年多不能萌发,若受到重刺激后(如夏剪过重)也可萌发。夏芽为裸芽,不具备鳞片,不能越冬,当年形成,在适宜的温湿条件下当年萌发成副梢。

3.叶

葡萄叶为单叶,由叶柄、叶片、托叶组成,在枝蔓上互生排列。葡萄叶柄较长,有趋光性,可以使每片叶子获得良好的光照。叶片多为掌状,亦有近圆形,由叶柄顶端与叶片交界处分出5条主脉,故叶片多呈5裂状,但亦有3裂、7裂或全缘类型,如图1.3所示。叶片背面光滑或有茸毛,表面有一层密致的角质化表皮,能防止水分蒸发。叶片的形状、大小、绒毛状况、裂刻的深浅、叶缘锯齿状况等因种类、品种不同有所差异,观察鉴别品种时可作为参考。

图1.3 葡萄叶片

图1.4 葡萄花序

4.花序和卷须

葡萄的花序和卷须都由枝蔓顶部生长点发育而成。

花序为复总状花序或圆锥花序,由花穗梗、花穗轴、花梗及花组成,如图1.4所示。每个花个序上的花数因品种而异,少者200朵左右,多者1500朵以上,大部分为两性花。花序一般在新梢的第3~6节处开始着生,因品种或营养状况不同,花序或只生1穗,或生2~3穗,或连续发生,或间断发生。

卷须的主要作用是缠绕他物,固定枝蔓,有2杈、3杈和4杈等类型,在栽培中,为减少营养消耗和操作的麻烦,应及早去除。卷须和花芽可相互转化,营养丰富、光照充足、长日照、温度适宜时卷须可发育成花序;反之花序会停止分化,长成卷须,如图1.5所示。

图1.5 葡萄卷须

图1.6 葡萄果实

5.果实

葡萄果实即葡萄的果穗,由穗梗、穗轴和果粒组成,如图1.6所示。果穗中部有节,当果穗成熟后,节以上部分多木质化。大部分品种的果穗都带有副穗,即第一穗分枝特别明显。果穗因品种、营养状况、技术操作不同,其穗头大小差异显著,穗小者仅200g左右,穗大者可达2000g以上。果粒为浆果,由子房发育而成,因品种不同其果粒形状、颜色、大小、着生紧密度、肉质软硬松脆、有无种子、种子多少等性状有所不同。果粒形状分圆形、椭圆形、卵圆形、长圆形、鸡心形等。果皮颜色分为白色、黄色、红色、紫色、黑紫色等。果粒又分有核(内含种子)和无核(不含种子)。有核者,少者1粒种子,多者5~6粒,甚至更多。果粒大者,单粒质量可达20g以上,小者仅3~5g。

1.1.2 生长周期

葡萄是落叶果树,早春日平均气温达10℃左右时,其地上部开始萌芽;秋季日平均气温降到10℃以下时,新梢停止生长,叶片开始凋落,进入休眠阶段。结果期的树1年中分为两个阶段,即生长期和休眠期,而生长期和休眠期又分为以下8个物候期[1]

1.树潦藤动期

春天,当根系分布土层的地温达7~10℃时,根系开始从土壤中吸收水分和无机物质。这时地上部如有碰伤或新剪口,便引起树液外流,称为伤流。其伤流时间早晚因葡萄种类不同而异。一般山葡萄种在地温4~5℃时根系开始吸收水分;欧美杂种在地温6~7℃时根系开始吸收水分;欧亚种在地温7~8℃时根系开始吸收水分。伤流期是从根系在土壤中吸收水分开始到展叶后为止,伤流液中含有大量水分和少量营养物质,每升含干物质1~2g,因此,应尽量避免造成伤流。

2.萌芽期

从萌芽到开始展叶称为萌芽期。在日平均气温10℃以上时,根系吸收的营养物质进入芽的生长点,引起细胞分裂,花序原始体继续分化,使芽眼膨大和伸长。萌芽期较短,在北方冬季埋土防寒地区,一般解除覆盖物后7~10d,芽就齐开始萌动,要及时喷药、上架和浇水。待芽伸出3~5cm,能识别有无花序时进行抹芽定枝,以保证主芽正常生长。葡萄萌芽期状态如图1.7所示。

图1.7 葡萄萌芽期状态

图1.8 葡萄新梢生长期状态

3.新梢生长期

从萌芽展叶到新梢停止生长称为新梢生长期。萌芽初期生长缓慢。气温平均升高到20℃时,新梢生长迅速,每昼夜生长量可达10~20cm,即出现新梢第一次生长高峰,如图1.8所示。以后到开花时为止,新梢生长趋于缓慢。这个时期,所需要的营养物质主要由茎部和根部贮藏的养分供给。如贮藏的养分不足,则新梢生长细弱,花序原始体分化不良、发育不全,形成带卷须的小花序。因此,营养条件良好、新梢生长健壮,对当年的产量、质量和翌年的花芽分化都起着决定性的作用。要在抹芽的基础上进行定枝,将多余的营养枝和副梢及时剪掉,防止消耗养分,同时要追施复合肥(以氮、钾为主)。

4.开花期

从始花期开始到终花为止称为开花期,如图1.9所示。开花期的早晚、时间长短与当地气候条件和栽培品种有关。气温高开花就早,花期也短;气温低或阴雨天多,开花就迟,花期也随之延长。一般品种花期为7~10d。如果开花期气候干燥,气温在20~27℃,天气晴朗,8:00—10:00时开花量最多,整个花期可缩短为7d左右。为了提高坐果率,花前或花后均应加强肥水管理。花前2~3d对结果枝及时摘心、控制营养、改善光照条件,并喷0.05%~0.10%硼砂液和人工辅助授粉,对提高坐果率有明显效果。

5.浆果生长期

从子房开始膨大到浆果着色前称为浆果生长期。浆果生长期较长,一般可延续60~100d。其中包括葡萄的浆果生长、种子形成、新梢加粗、花芽分化、副梢生长等时期。葡萄开花由卵细胞受精后,形成绿色的浆果,如图1.10所示。当幼果长至2~4mm大小时,一部分因营养不足或授粉不良出现落果现象。幼果含有叶绿素,可进行光合作用,制造养分,能补充果粒营养消耗的1/5左右。当幼果长到4~5mm时,果顶的气孔转变为皮孔,光合作用停止。

图1.9 葡萄开花期状态

图1.10 葡萄果粒膨大期图片

浆果生长的同时,新梢加粗生长,节间芽轴进行花芽分化。当浆果长到接近品种固有的大小时,趋于缓慢生长。此时新梢(含副梢)进入第二次生长高峰,要求对新梢及时引绑并处理副梢,以改善架面光照条件。同时要及时防治病虫害,进行保叶、保果和补肥等项措施,为丰产、丰收创造条件。

6.浆果成熟期

浆果成熟期为从果实变软开始到果实完全成熟。浆果开始成熟时,果皮的叶绿素大量分解,黄绿色品种果皮由绿色变淡,逐渐转为乳黄色;紫红色品种果皮开始积累花青素,由浅变深,呈现本品种固有的颜色,如图1.11所示。随之,浆果软化而有弹性,果皮内的芳香物质也逐渐形成。糖分迅速增加,酸量相对减少,种子由黄褐色变成深褐色,并有发芽能力,即达到浆果完全成熟期。

图1.11 葡萄成熟期状态

浆果成熟期光照充足,高温干燥,昼夜温差大,有利于浆果着色,含糖量高;相反,阴雨天多,果粒着色不良,糖少酸多,香味不浓。因此,这个阶段要注意排水,疏掉影响光照的枝叶,同时喷施磷肥、钾肥(如磷酸二氢钾),促进果粒迅速着色成熟和枝条充实。

浆果成熟期在陕西省眉县是8月上旬;在北京和河北省吕黎是8月中旬;在辽宁省兴城、熊岳是8月下旬。

7.落叶期

浆果成熟至叶片黄化脱落时为止称为落叶期。浆果采收后,叶片光合作用仍在加速进行,将制造的营养物质由消耗转为积累,运往枝蔓和根部贮藏。这时花芽分化也在微弱进行,如树体营养充足使枝蔓充分成熟,花芽分化较好,可以提高越冬抗寒能力和下一年的产量。

落叶期仍要加强管理,采取预防早期霜冻措施,延长枝叶养分流动时间,为安全越冬打下良好基础。

8.休眠期

从落叶到翌年树液开始流动为止称为休眠期。随着气温下降,叶变成橙黄色,叶片脱落,此时达到正常生理休眠期。但其生命活动还在微弱地进行着。休眠期分为两个阶段:前期称为生理休眠,后期称为被迫休眠。前期随着枝条的成熟,芽眼自上而下进入生理休眠。一般是在气温0~5℃时,经30~45d就可以满足生理休眠要求。以后如气温上升达10℃以上,就随时可以萌发生长。但在北方地区,因外界条件不适宜生长,还需要继续休眠。

1.1.3 生长习性

1.1.3.1 地形条件

1.纬度和海拔

世界上大部分葡萄园分布在北纬20°~52°之间及南纬30°~45°之间,绝大部分在北半球,海拔一般在400~600m。中国葡萄多在北纬30°~43°之间,海拔的变化较大,约200~1500m。河北怀来葡萄分布海拔高达1100m,山西清徐达1200m;西藏山南地区达1500m以上。纬度和海拔是在大范围内影响温度和热量的重要因素。

2.坡向和坡度

在大地形条件相似的情况下,不同坡向的小气候有明显差异。通常以南向(包括正南向、西北向和东南向)的坡地受光热较多,平日气温较高。坡地的增温效应与其坡度密切相关。一般坡地向南每倾斜1°,相当于纬度推进1°。受热最多的坡地角度约为20°~35°(在北纬40°~50°范围)。因较耐干旱和土壤瘠薄,葡萄可以在相对不大范围内发育根系,所以比其他果树更适宜在坡地上栽培。然而坡度越大水土流失越严重,因此,在种植葡萄时应优先考虑坡度在20°~25°以下的土地。

3.水面的影响

海洋、湖泊、江河、水库等大的水域,由于吸收的太阳辐射能量多,热容量较大,白天和夏季的温度比陆地低,而夜间和冬季的温度比内陆高。因此,临近水域沿岸的气候比较温和,无霜期较长。临近大水面的葡萄园由于深水反射出大量的蓝紫光和紫外线,浆果着色和品质好,所以选择葡萄园时尽量靠近大的湖泊、河流与海洋的地方。

1.1.3.2 土壤条件

1.成土母岩及土心

在石灰岩生成的土壤或心土富含石灰质的土壤中,葡萄根系发育强大,糖分积累和芳香物质发育较多,土壤的钙质对葡萄酒的品质有良好的影响。世界上著名的酿酒产区正是在这种土壤上,如香槟地区和夏朗得—科涅克地区等。但土层较薄且其下常有成片的砾石层,容易造成漏水漏肥。

2.土层厚度和机械组成

葡萄园的土层厚度一般以80~100cm以上为宜。沙质土壤的通透性强,夏季辐射强,土壤温差大,葡萄的含糖量高,风味好,但土壤有机质缺乏,保水保肥力差。黏土的通透性差,易板结,葡萄根系浅,生产弱,结果差,有时产量虽大但质量差,一般应避免在重黏土上种植葡萄。在砾石土壤上可以种植优质的葡萄,如新疆吐鲁番盆地的砾质戈壁土(石砾和沙子达80%以上),经过改良后,葡萄生长很好。

3.地下水位

在湿润的土壤上葡萄生长和结果良好。地下水位高低对土壤湿度有影响,地下水位很低的土壤蓄水能力较差。地下水位高、离地面很近的土壤,不适合种植葡萄。比较适合的地下水位应在1.5~2.0m以下。在排水良好的情况下,在地下水位离地面0.7~1.0m的土壤上,葡萄也能良好生长和结果。

4.土壤化学成分

土壤化学成分对葡萄植株营养有很大意义。一般在pH值为6.0~6.5的微酸性环境中,葡萄的生长结果较好。在酸性过大(pH值接近4.0)的土壤中,生长显著不良,在比较强的碱性土壤(pH值为8.3~8.7)上,开始出现黄叶病。因此,酸度过大或过小的土壤需要改良后才能种植葡萄。此外,葡萄在果树中是属于较抗盐的植物,在苹果、梨等果树不能生长的地方,葡萄能生长得很好。

1.1.3.3 气候条件

1.光照

太阳能是葡萄进行光合作用唯一的能源,是葡萄进行能量和物质循环的动力,葡萄产量和品质的90%~95%来源于光合作用。在许多情况下,真正消耗于光合作用的太阳能还没有达到太阳总能量的1%。在我国,一般葡萄园太阳能的利用率仅为0.5%左右。葡萄是喜光作物,几千年来人们为它搭架和整形修剪,以便使它获得更充足和合理的光照。

2.温度

温度(热量)是影响葡萄生长和结果最重要的气象因素。葡萄属暖温带植物,要求相当多的热量。葡萄生长期 (从萌芽至浆果成熟)需要的月平均气温在10℃以上,其活动积温、因品种不同而存在差异。温度对葡萄生长、结果的进程也产生重要影响。高温能对葡萄造成危害,但程度远远不如低温,低温对葡萄的伤害是世界葡萄栽培中常遇到的问题,低温限制了葡萄的栽培区域。葡萄一般栽培在北半球北纬20°~51°之间。欧洲葡萄品种的栽培北限是德国的莱茵河流域,栽培的南界伸展到了印度。在南半球、葡萄主要栽培于南纬20°~40°之间。欧洲葡萄的种植范围朝赤道方向扩展的限制因素是高温、病害和缺乏足够的低温诱发葡萄的休眠。欧洲葡萄向两极方向扩展的主要限制因素是生长季节短、不足以保证果实和枝蔓成熟以及抵御冬季低温。

3.降水

降水的多寡和季节分配强烈地影响着葡萄的生长和发育,影响着葡萄的产量和品质。在某些地区,对某些栽培品种,降水量季节性的变化是葡萄品种区域化的最重要的气候因素之一。降水量季节性的变化因世界不同的气候类型而表现出显著的差异。地中海气候的降水量季节分配的特点是夏秋干旱、冬春多雨。而我国主要葡萄栽培区的气候为季风气候(除新疆外),夏季高温多雨,南方春季阴雨天气更加重了葡萄栽培的难度。除新疆外,对葡萄不利,水分胁迫现象对葡萄表现十分显著。