河北昌黎县葡萄种植区农业地球化学特征

　　摘要：本文在充分收集、整理分析昌黎县葡萄种植区内地质、水文、化探及农业生态方面资料的基础上，通过对种植区内的成土母岩、成土母质、耕种土、葡萄植株进行系统取样分析，研究了该区土壤肥力、土壤环境的地球化学特征以及矿物质元素在岩石-土壤-葡萄植株系统中的迁移、转化规律。研究结果显示：昌黎县葡萄种植区内土质优良，各元素含量适中，土壤绿色无污染，土壤中的化学成分组合和分布对花岗岩具有明显的继承性和依赖性，P、Ca、Cu、Mg、Mo、Zn、B、Mn、Se、K等元素是葡萄在生长过程中需要从土壤中大量吸收的营养元素。

　　关键词：河北昌黎；葡萄；地球化学；营养元素

　　昌黎县位于河北省东部，地处燕山脚下、渤海之滨，自然资源十分丰富，由山丘、平原、浅海构成了多类型的自然资源结构。全县平原面积占总面积的90.4%，拥有耕地94万亩，是河北省果树生产重点县之一，素有“花果之乡”的美称。作为第一瓶干红葡萄酒诞生地[1]，昌黎县已经具有400多年的葡萄栽培历史。尤其是自20世纪70年代末从国外引进优质酿酒葡萄新品种[2]以后，该县的葡萄种植产业有了长足的发展。2002年“昌黎葡萄酒”成为我国第一个获得原产地域保护的葡萄酒产品[3]。截止到2013年，全县葡萄栽培面积5.1万亩，其中鲜食葡萄1.5万亩，酿酒葡萄3.6万亩，常年产量10万吨[4]。现已成为我国县级区域内面积最大、产量最多、品质最好的干红酒葡萄基地。

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　　1成土母岩类型及地球化学特征

　　昌黎县葡萄种植区主要分布在昌黎岩体的南边部，地表出露岩石类型比较简单（图1），为燕山早期花岗岩。岩石呈灰白色、浅肉红色，中细粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分以石英（30%）、钾长石（35%）和斜长石（30%）为主，少量角闪石、云母零散分布于长石中，约占5%左右。

　　2土壤地球化学特征

　　农业地球化学主要研究的是元素在成土母质和土壤中的迁移、集散特征[12]。大量研究表明，对生物具有重要影响作用的元素主要有C、H、O、P、K、Ca、Mg、Fe等16种必须营养元素和Pb、As、Cr、Hg、Cd等有害元素。而这些元素中除C、H、O主要从大气中获得外，其余元素主要由根系从土壤中吸取。成土母质介于成土母岩（基岩）和土壤之间，对元素的运移起着承上启下的作用。因此，本次研究在昌黎县葡萄种植区内分别对成土母质和葡萄耕种土进行了取样分析，共计采取样品85件。

　　（1）从图2可知，P、Mg、Cu、Mo、Ni、As、Cr等元素在成土母质（风化带）中的含量明显大于成土母岩（花岗岩）中的含量，说明这7种元素在成土母岩风化形成土壤过程中发生了富集作用。耕种土中除P（施肥所致）、Cu（葡萄叶面喷施硫酸铜）、Hg（表生带风化产物再沉积作用）元素含量明显高于成土母质外，其余元素含量接近或低于成土母质，二者的元素含量曲线靠的很近，说明土壤中的化学成分对母岩具有明显的继承性和依赖性。

　　（2）从表3中可知，各元素在耕种土和成土母质中的含量变化系数相差十分明显：成土母质中各元素变化系数均较大，大部分元素变化系数超过20%，Hg、Fe元素变化系数甚至超过45%，仅Mo、Na、Cd变化系数小于15%，这反映了自然背景条件下元素分布的不均匀性特征；而耕种土元素变化系数均较小，变化系数最大的P也仅为1.09，其余元素变化系数均小于1，这表明昌黎区表层土壤熟化程度较高。

　　3农业地球化学特征

　　矿物质元素在岩石－土壤－葡萄植株系统中的迁移和转化，是影响葡萄生长和品质的基础地球化学制约因素，其行为特征可用元素的吸收系数和富集系数来表述。富集系数（F）为母岩进入土壤后富集或淋滤程度，可利用下列公式来计算：F=S/RR是元素在岩石中的含量；S是元素在土壤中的含量。根据图3吸收曲线和富集曲线图，可将本区的元素按富集系数的大小分为三类：I.土壤强烈富集的元素（F≥5）为Ni。II.土壤富集的元素（F≥1）为As、P、Cu、Mg、Mo、Se、Si、Zn、Pb。III.土壤淋溶的元素（F＜1）为B、K、Fe、Ca、Co、Mn。研究区内大部分元素富集系数F≥1，再次证明了土壤化学成分对母岩的继承性；而K、Fe、Ca、Co、Mn等元素富集系数F＜1，这与花岗岩中这些元素本身含量较高有关。

　　4结论

　　（1）昌黎县葡萄种植区的成土母岩主要是燕山期花岗岩，它提供了葡萄生长、发育所需要的大部分物质来源。该岩体具有SiO2、K2O、Na2O含量高，CaO、Al2O3及大部分微量元素含量接近或低于区域背景值，富含稀土元素的特点。

　　（2）研究区内Ni、As、P、Cu、Mg、Mo、Se、Si、Zn、Pb等元素的富集系数F≥1，说明土壤中的化学成分组合和分布对花岗岩具有明显的继承性和依赖性。

　　（3）耕种土中，生物必须营养元素N、P、K、Cu、Mo高于区域背景值，而Cd、Pb、As、Hg等有害元素含量明显低于一级土壤含量标准。表明昌黎葡萄产地土质优良，各元素含量适中，土壤绿色无污染。

　　（4）本次研究表明，P、Ca、Cu、Mg、Mo、Zn、B、Mn、Se、K等元素的吸收系数大于等于0.1，说明这些元素是葡萄在生长过程中需要从土壤中大量吸收的营养元素。因此，为了保持昌黎葡萄的优良品质，相关农业部门在日常生产中要密切关注这些营养元素的动态变化，及时补充主要营养元素尤其是P、Ca的有效态含量。

　　参考文献：

　　[1]马静宇，赵佳娜，金大伟，等.昌黎葡萄酒业品牌营销分析[J].河北科技师范学院学报，2009，8(2):32-36.

　　[2]侯玉梅，王利国，鲁聚欣，等.昌黎葡萄生产现状及其经营战略的研究[J].经济研究导刊，2011，113(3):207-208.

　　[3]陈立峰.昌黎葡萄酒地理标志产品保护的问题与对策[J].商贸，2009，4(b):156-157

　　程立群，王金朵，刘剑波，张勃

《河北昌黎县葡萄种植区农业地球化学特征》

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