摘要
为明确不同棚龄设施葡萄园土壤肥力变化特征和土壤养分丰缺状况，分析了河北省饶阳县 1 ～ 5、6 ～ 10 和 10 年以上棚龄共 375 个土壤样品的 pH、电导率（EC）、有机质、全量氮磷钾、速效氮磷钾及中微量元素含量。结果表明，5 年以上棚龄 60 ～ 100 cm 土层较 1 ～ 5 年 pH 值显著降低，EC 值显著增加。0 ～ 20 cm 土层 10 年以上棚龄有机质平均含量较 1 ～ 5 年棚龄显著提高，且各棚龄 0 ～ 20 cm 土层均以中等水平为主。10 年以上棚龄比 1 ～ 5 年棚龄 0 ～ 20 cm 土层全氮显著提高，20 ～ 40 cm 土层碱解氮随棚龄延长显著增加。棚龄的增加显著提高 60 ～ 100 cm 土层硝态氮含量，其中 6 ～ 10 年和 10 年以上 80 ～ 100 cm 土层硝态氮含量较 1 ～ 5 年分别提高 67.2% 和 87.2%；各棚龄 0 ～ 20 cm 土层碱解氮和全氮均分别处于中等和丰富水平，40 ～ 100 cm 土层硝态氮处于中等水平。10 年以上棚龄 0 ～ 100 cm 土层有效磷、速效钾和 0 ～ 40 cm 土层全磷含量较 1 ～ 5 年显著提高；3 种棚龄下全磷、速效钾含量均处于丰富以上水平，全钾和有效磷丰缺水平因棚龄而异。棚龄对土壤交换性钙含量无显著影响，但显著增加了 0 ～ 20 cm 土层交换性镁、有效铁和有效锌含量；各棚龄 0 ～ 20 cm 土层交换性钙镁、有效铁、有效铜和有效锌含量均处于中等及以上水平。可见，棚龄降低了土壤 pH，提高了 EC 值、土壤有机质、全氮磷、速效氮磷钾及交换性镁、有效铁、有效铜和有效锌含量。因此，建议依据不同棚龄土壤养分特征设施葡萄开展科学合理的养分精准管理。
Abstract
In order to clarify the characteristics of soil fertility change and status of nutrients in greenhouse vineyards with different ages，375 soil samples with greenhouse ages of 1-5，5-10 and >10 years were collected from Raoyang County， Hebei Province. The pH，EC，organic matter，total and available contents of nitrogen，phosphorus，potassium，medium and trace element contents were examined. The results showed that in the 60-100 cm soil layer，the pH was significantly decreased and the EC was significantly increased with greenhouse age over 5 years. In the 0-20 cm soil layer，the average organic matter content with greenhouse age over 10 years was significantly increased，compared to age 1-5 years，and in the 0-20 cm soil layer mainly at a moderate level. In 0-20 cm soil layer，the contents of total nitrogen with greenhouse age over 10 years was significantly increased compared to age 1-5 years，and alkali-hydrolyzed nitrogen in 20-40 cm soil layer was significantly increased with the extension of greenhouse age. In the 60-100 cm soil layer，nitrate nitrogen increased over the greenhouse age. The contents of nitrate nitrogen in the 80-100 cm soil layer for 6-10 years and over 10 years greenhouse ages was increased by 67.2% and 87.2%，respectively，compared to 1-5 years greenhouse ages. The contents of alkali-hydrolyzed nitrogen and total nitrogen in 0-20 cm soil layer with all ages were mainly at a moderate or rich level，and nitrate nitrogen in 40-100 cm soil layer were mainly at a moderate level. The contents of available phosphorus and available potassium in the 0-100 cm soil layer and total phosphorus in the 0-40 cm soil layer with greenhouse age over 10 years were significantly increased compared to age 1-5 years. The contents of total phosphorus and available potassium for all greenhouse ages were mainly at rich level，and the total potassium and available phosphorus varied among different greenhouses. The greenhouse age had no significant effect on the exchangeable calcium，but significantly increased the exchangeable magnesium， available iron and available zinc content in the 0-20 cm soil layer. The contents of exchangeable magnesium，available iron，available copper and available zinc in 0-20 cm soil layer for all greenhouse ages were at moderate level or above. In summary，with greenhouse age increase，the soil pH was reduced，while EC value，soil organic matter，total nitrogen and phosphorus，available nitrogen，phosphorus，potassium，exchangeable magnesium，available iron，available copper and available zinc content were increased. Therefore，it was recommended to carry out scientific and reasonable nutrient management for greenhouse grape based on greenhouse age and nutrient status.
设施葡萄是河北省优势特色产业，80% 分布在 “中国设施葡萄之乡”饶阳县，并获批地理标志产品，种植面积 8667 hm2，占全国设施葡萄的 15%，年产优质鲜食葡萄 24 万 t，年产值 26 亿元，成为农民增收致富的主要途径。然而，在追求经济效益的同时，存在着水肥过度投入，导致土壤养分失衡、结构变差、次生盐渍化等问题，制约着设施葡萄绿色健康可持续发展。因此，探明该区不同种植年限设施葡萄土壤养分变化特征和丰缺水平，可为农业高质量绿色发展提供技术支撑。不同区域、种植方式、水肥管理等因素均导致葡萄园土壤养分存在一定差异[1-3]；李宝鑫等[4]分析了我国露地葡萄五大主产区的土壤养分状况，结果表明有机质含量处于缺乏水平；速效氮、速效钾含量偏低，有效磷含量偏高；有效钙、镁、硫、铁、锰、锌、硼含量处于丰富水平；尹兴等[5]对河北省露地葡萄主产区的土壤调查发现，葡萄园有机质含量普遍较低，氮、磷、钾大量元素含量变异系数较大，铁、铜含量丰富，锰含量极低。通过对比山东棚内土壤和棚外土壤发现，随着种植年限的增加，棚内比棚外土壤 pH 明显降低，容重增大，总磷、总钾、速效氮磷钾、微量元素和各种盐离子富集，盐渍化明显，铜、锌含量较高[6]。还有研究表明，设施葡萄园土壤中氮、磷浓度与种植年限、盐渍化程度及土壤粉砂占比呈显著正相关，与土壤的酸化程度呈显著负相关，土壤养分淋失以硝态氮为主，随着种植年限的增加，地下水中氮浓度逐渐升高[7]；赵峥等[8]对上海郊区 67 个葡萄园土壤调查研究发现，不同种植年限对葡萄园土壤主要养分氮、磷、钾的有效含量有显著影响，但对土壤有机质含量和 pH 无显著影响，土壤有效养分含量普遍处于高或极高水平，具有较大的环境流失风险。设施葡萄土壤理化特征是决定产量、品质及生长年限的主要因素，部分学者虽然对葡萄园土壤养分丰缺状况进行了探讨，但大多是对露地葡萄及非河北地区设施葡萄 0～40 cm 土层的土壤养分开展的研究，而被国家标准化管理委员会确定为“设施葡萄标准化生产示范区”全国最大设施葡萄生产基地的土壤养分时空分布特征尚缺乏系统报道。本文旨在探明河北省设施葡萄主产区不同棚龄不同深度土壤肥力变化特征和土壤养分丰缺状况，为不同棚龄设施葡萄生产管理提供理论依据，以期为该区设施葡萄养分精准投入和优化管理提供技术参考，引领区域性葡萄产业健康绿色发展。
1 材料与方法
1.1 试验区概况及土壤样品采集
试验区位于河北省衡水市饶阳县，属黑龙港流域低平原区，地形平坦，年平均气温 12.7℃，年平均降水量 480.5 mm，县境内为海河冲积平原区， 115°33′—115°51′E，38°04′—38°21′N。土壤类型主要是潮土，土壤多呈中性或碱性[9]。
2022 年 9 月在饶阳县随机选择 75 个设施葡萄园作为采样点，土壤样品共采集 375 份。其中 1～5 年（包含 5 年）棚龄设施葡萄园 30 个， 6～10 年（包含 10 年）棚龄设施葡萄园 26 个，10 年以上棚龄设施葡萄园 19 个。采样点分布如图1所示。在每个采样点，按照具体面积和地形，利用 GPS 定位技术，采用“S”形布点，每个棚室在距离葡萄树主干 30～40 cm 处以 20 cm 为间隔取 0～100 cm 土层土体的土壤，每棚室每层土壤取 6 个样点后混合成一个混合样，每个混合样分成 3 次重复，用自封袋封装备用。
1.2 土壤样品的养分测定方法
鲜土样测定其硝态氮含量，采用紫外分光光度法测定硝态氮含量。土壤置室内风干后研磨，过 1、0.25、0.15 mm 筛备用。采用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量。有效磷采用 0.5 mol·L-1 碳酸氢钠溶液浸提-钼锑抗比色法[10]测定；有效钾采用 1 mol·L-1 醋酸铵溶液浸提-原子吸收分光光度计[11] 测定。pH 采用电位法测定（pH 仪），电导率（EC） 采用电导率仪（土液比 1∶5）测定；有机质采用重铬酸钾容量法[12]测定；全氮采用凯氏定氮法测定；全磷采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法[13]测定；全钾采用氢氧化钠熔融-火焰光度法[14]测定。交换性钙和镁采用原子吸收光谱法[15]测定。有效铁、锰、铜、锌采用 DTPA 浸提-原子吸收分光光度计[6]测定。
图1土壤采样点分布图
1.3 葡萄园土壤有效养分丰缺指标
参考国内外相关文献和全国第二次土壤普查养分分级标准，根据设施葡萄的生长规律将土壤的大、中、微量元素由低到高划分为 6 个等级[4-5] （表1）。根据分级标准对设施葡萄棚土壤的养分状况进行分级和统计分析。
表1葡萄园土壤养分分级标准
续表
1.4 数据统计分析
不同棚龄设施葡萄园间的显著性差异检验采用 SPSS 22.0 进行。运用 Origin 2021 绘制不同棚龄不同土层深度设施葡萄园之间土壤养分含量箱线图并对其进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 棚龄对不同土层 pH 值和电导率的影响
土壤 pH 是土壤理化性质的综合反应，对土壤养分有效性及植株生长具有重要作用。不同棚龄设施葡萄各土层 pH 值见表2。3 种棚龄下均表现为随土层深度增加 pH 值呈上升趋势，0～20 cm 土层 pH 值显著低于 20～100 cm 土层；0～10 年棚龄 20～40 cm 土层 pH 值显著低于 80～100 cm 土层。分析同一土层不同棚龄可知，0～60 cm 土层 pH 值对棚龄反应较小，无显著差异，60～100 cm 土层表现为5 年以上棚龄较 1～5 年棚龄显著降低。可见，棚龄的延长显著降低了 60～100 cm 土层土壤 pH 值。
EC 是反映土壤盐分高低的指标。1～5 年棚龄设施葡萄园中 0～60 cm 土层的 EC 值显著高于 60～100 cm 土层；6～10 年和 10 年棚龄各土层 EC 值无显著差异。分析不同棚龄同一土层可知，相同土层 1～5 年棚龄的 EC 值显著低于 5 年以上的；60～80 cm 土层下 6～10 年和 >10 年棚龄的 EC 值比 1～5 年分别高 46.7%、50.3%，且存在显著差异；80～100 cm 土层下 6～10 年和 >10 年棚龄的 EC 值比 1～5 年分别高 49.2%、53.4%，且存在显著差异；而 6～10 年和 >10 年棚龄相同土层 EC 值变化较小。综上表明，1～5 年棚龄土壤盐离子仅淋洗至 0～60 cm 土层，而 5 年以上棚龄设施葡萄园土壤 60～100 cm 土层存在盐分淋洗。
表2不同棚龄设施葡萄园各土层 pH、电导率
注：不同小写字母表示相同棚龄不同土层土壤数据间显著差异水平（P<0.05）。不同大写字母表示相同土层不同棚龄土壤数据间显著差异水平 （P<0.05）。下同。
2.2 棚龄对不同土层有机质含量的影响
3种棚龄的设施葡萄园土壤均表现为 20～40 cm 土层有机质含量极显著低于 0～20 cm 土层。从同一土层不同棚龄分析可知，0～20 cm 土层 >10 年棚龄有机质平均含量分别比 1～5 年和 6～10 年提高 10.7% 和 6.3%，其中 >10 年棚龄与 1～5 年呈显著性差异，而 6～10 年与 1～5 年和 >10 年无显著差异； 20～40 cm 土层 >10 年棚龄设施葡萄园的有机质平均含量分别比 1～5 年和 6～10 年提高 11.6% 和 4.9%，且不存在显著性差异。可见，随着棚龄延长设施葡萄园土壤有机质含量表现出逐渐升高的趋势（图2）。
1～5、6～10 和 10 年以上棚龄的设施葡萄土壤 0～20 cm 土层的有机质含量中等以上水平占比分别为 54.8%、65.4% 和 73.7%，20～40 cm 土层有机质含量中等以上水平占比分别为 16.1%、 23.1% 和 31.6%。综上，棚龄对表层土壤有机质含量影响较大，种植年限提高了 0～40 cm 土层有机质中等以上水平所占比例（表3）。
图2不同棚龄设施葡萄园各土层有机质特征
注：白线为中值线，黑线为均值线；* 和 ** 分别表示相同棚龄不同土层土壤数据间显著差异水平 P<0.05 和 P<0.01；不同小写字母表示相同土层不同棚龄土壤数据间显著差异水平（P<0.05）。下同。
表3不同棚龄的设施葡萄园土壤有机质等级分布频率
2.3 棚龄对不同土层全氮、碱解氮和硝态氮的影响
设施葡萄土壤氮素养分特征如图3所示。 0～20 cm 土层碱解氮含量在棚龄间无显著差异， >10 年棚龄 20～40 cm 土层碱解氮含量分别比 1～5 年和 6～10 年提高 15.7% 和 13.3%，存在显著性差异。3 种棚龄下 0～20 cm 土层碱解氮和全氮均分别处于中等和丰富水平，20～40 cm 土层碱解氮和全氮含量分别为缺乏和中等水平，且均显著低于 0～20 cm 土层。这一结果表明，0～20 cm 土层全氮含量 >10 年棚龄显著高于 1～10 年， 20～40 cm 土层对棚龄反映较小。
相同棚龄不同土层下，1～5 年棚龄表现为 0～20 cm 土层硝态氮含量显著高于 80～100 cm 土层，>10 年棚龄则表现为 80～100 cm 土层显著高于 0～20 cm 土层；同一土层不同棚龄间分析可知，6～10 年棚龄各土层分别较 1～5 年显著提高 14.0%、22.1%、39.8%、52.1% 和 67.2%，>10 年棚龄各土层则分别较 1～5 年显著提高 23.5%、 50.8%、54.5%、80.2% 和 87.2%，但 1～5 年和 >10 年以上棚龄 0～100 cm 土层存在显著差异。各棚龄下 0～100 cm 土层，除 5 年以下棚龄各土层和 6～10 年棚龄 0～40 cm 土层硝态氮含量处于缺乏水平外，其他均处于中等水平。
综上所述，各棚龄下土壤碱解氮含量和全氮含量均表现为 0～20 cm 土层显著高于 20～40 cm 土层，同层土壤碱解氮含量和全氮含量呈随着棚龄增加而增加；土壤硝态氮含量各土层均随棚龄延长呈上升趋势，但 5 年以上棚龄 60～100 cm 土层提升幅度高于 0～60 cm 土层，表明随着棚龄延长土壤硝态氮向深层土壤淋洗。
图3不同棚龄设施葡萄园各土层碱解氮、硝态氮和全氮养分特征
2.4 棚龄对不同土层土壤磷、钾养分的影响
各棚龄设施葡萄园 0～20 cm 土层有效磷含量均显著高于 20～100 cm 土层，而 40～100 cm 土层有效磷含量各棚龄无显著差异，6～10 年和 >10 年棚龄 0～60 cm 各土层间均存在显著差异；相同土层下，>10 年棚龄设施葡萄 0～20、20～40、 40～60、60～80 和 80～100 cm 土层有效磷含量分别较 1～5 年提高 69.1%、127.0%、63.7%、 94.5% 和 58.1%，较 6～10 年分别提高 23.2%、 29.7%、37.5%、42.2% 和 13.2%，各土层不同棚龄间均存在显著差异（图4）。设施葡萄 1～5 年棚龄下 0～20、20～60 和 60～100 cm 土层间速效钾含量均存在统计学差异，6～10 年棚龄下 0～20、20～40 和 40～100 cm 土层间速效钾含量均存在显著差异，>10 年棚龄下 0～80 cm 各土层间速效钾含量存在显著差异；相同土层下，>10 年设施葡萄 0～20、20～40、40～60、60～80 和 80～100 cm 土层速效钾含量分别较 1～5 年提高 36.0%、144.3%、110.6%、78.5% 和 75.6%，较 6～10 年分别提高 14.1%、63.4%、80.9%、24.3% 和 17.0%，0～100 cm 各土层速效钾含量表现为随棚龄延长显著提高。上述结果表明，10 年以上棚龄较 1～5 年显著提高了 0～100 cm 土层有效磷、速效钾，其中 20～80 cm 土层提升幅度更大。
各棚龄下 0～20 cm 土层全磷含量显著高于 20～40 cm；0～20 cm 土层 >10 年棚龄的设施葡萄园土壤全磷平均含量分别比 1～5 年、6～10 年提高 28.1%、6.8%，>10 年棚龄与 1～5 年棚龄呈显著性差异；20～40 cm 土层表现为 10 年以上棚龄全磷含量显著高于 10 年以下棚龄。各棚龄下全钾含量 0～20 cm 土层均与 20～40 cm 土层无显著差异；同一土层比较发现，0～40 cm 土层全钾含量对棚龄响应较小。综上，总体表明随棚龄延长增加了 0～40 cm 土层全磷含量，对全钾含量影响较小。
分析 0～20 cm 土层磷、钾丰缺状况，表现为 3 种棚龄全磷、速效钾含量均处于丰富以上水平； 而有效磷和全钾含量表现为 5 年以下棚龄分别处于中等和丰富水平，>5 年棚龄则处于丰富和中等水平（图4）。
图4不同棚龄设施葡萄园各土层磷、钾养分特征
2.5 棚龄对不同土层中微量养分的影响
同一棚龄不同土层下，各棚龄 0～20 cm 土层有效铁、有效猛、有效锌平均含量均显著高于 20～40 cm 土层；1～5 年棚龄 0～20 cm 土层的交换性钙平均含量显著低于 20～40 cm 土层，有效铜表现为 5 年以上棚龄 0～20 cm 土层显著高于 20～40 cm 土层。
对不同棚龄相同土层分析可知，0～20 cm 土层下，随棚龄增加交换性镁、有效铁、有效锌的含量显著增加，有效铜和有效锰含量表现为 5 年以上棚龄显著高于 5 年以下棚龄；20～40 cm 土层下，随棚龄增加交换性镁、有效锌和有效铁表现为 6～10 年和 10 年以上显著高于 1～5 年棚龄；同层交换性钙受棚龄影响较小。
各棚龄 0～40 cm 土层交换性钙和交换性镁含量均分别处于很丰富和丰富水平，0～20 cm 土层有效铁含量均处于中等水平，20～40 cm 土层有效铁 10 年以上棚龄处于中等水平，10 年以下棚龄处于缺乏水平，各棚龄有效锰 0～20 和 20～40 cm 土层分别处于中等和缺乏水平，0～40 cm 土层有效铜 1～5 年处于丰富水平，5 年以上棚龄处于很丰富水平，0～20 cm 土层 1～5 年棚龄有效锌处于丰富水平，>5 年棚龄处于很丰富水平，20～40 cm 土层有效锌均处于中等及以下（表4）。综上可见，设施葡萄园土壤微量元素含量均受棚龄、土层深度的影响，其中棚龄对 20～40 cm 土层交换性钙含量影响不大，棚龄对 0～20 cm 土层交换性镁、有效铁和有效锌含量具有显著的正向作用，此外，各棚龄上述中、微量元素表层土壤含量均处于中等及以上水平，表明该主产区耕层土壤中、微量元素有效态可满足设施葡萄生长需要。
2.6 设施葡萄园土壤养分因子 Pearson 相关性分析
为进一步表明种植年限和设施葡萄土壤养分关系，对棚龄和设施葡萄生长重要的速效大中量元素、有机质含量、pH、EC 值进行 Pearson 相关性分析（图5）。棚龄与硝态氮、有效磷、速效钾、和 EC 值呈显著负相关；硝态氮含量与 EC 值呈极显著正相关；土壤有机质含量与有效磷、速效钾含量呈极显著正相关，其中与交换性镁含量相关性最显著；土壤 pH 与硝态氮、速效钾含量呈显著正相关；有效磷含量与速效钾含量呈极显著正相关；速效钾含量与交换性镁含量呈显著正相关。上述相关分析表明，棚龄的延长显著提高了土壤速效氮磷钾和交换性镁含量，而土壤酸化受到速效氮钾含量、 EC 值的影响，硝态氮的淋洗是 EC 值增大的主要因素。相关分析与前人[7]研究部分结果相似。
表4设施葡萄园土壤中、微量元素养分含量
图5土壤主要养分指标相关性分析
注：* 表示 P≤0.05；** 表示 P≤0.01；*** 表示 P≤0.001。
3 讨论
近 20 年来，河北省饶阳县葡萄种植规模迅速发展，被国家质量监督检验检疫总局认定为地理标志农产品，但设施葡萄长期种植土壤面临酸化和盐渍化问题[6，16]。本项目通过研究该区棚龄对不同土层设施葡萄园土壤 pH 值和 EC 值的影响，表明 0～60 cm 土层 pH 值对棚龄反映较小，5 年以上棚龄 60～100 cm 土层 pH 值较 1～5 年种植年限显著下降，而 1～5 年棚龄 EC 值主要影响 0～60 cm 土层，随棚龄延长，EC 值则显著上升。可见，种植年限的增加降低了 60～100 cm 土层 pH 值，增加了 EC 值。这与周洪印等[17]在云南葡萄园的研究结果基本一致，但与包红静等[18]研究辽南葡萄 pH 值随种植年限增加而上升的结果相反，这与辽南土壤条件特殊（pH 平均值为 6.2）有关。本研究发现，随着棚龄的增加，设施葡萄园土壤出现 EC 值增加的趋势，但 EC 值未达到 0.5 mS·cm-1，即没有超过作物生育障碍临界点，这表明 10 年以上种植年限设施葡萄土壤对葡萄生长发育尚未构成威胁[16]。
在采用大水大肥追求高产的生产方式下，土壤养分也随之发生变化[16-19]。廖思远等[7]认为设施葡萄园土壤氮、磷浓度较高，累积特征较为明显，且随着种植年限的增加污染加重；赵峥等[8]对上海郊区的葡萄园调查发现，随着种植年限的增加，土壤有机质含量处于中级水平，速效养分含量普遍处于过剩状态。本研究结果表明，相同土层下，随棚龄延长，土壤有机质、碱解氮、硝态氮、全氮、有效磷、全磷、速效钾的含量呈上升趋势，这与在种植过程中每年增施有机肥及过量施用化学肥料密切相关，与上述报道结论基本相同。此外，棚龄的延长对全钾含量的影响较小，这虽与马艳春等[6]得出的土壤全钾含量 2 年棚龄显著低于 7 年棚龄， 7 年棚龄显著高于 12 年棚龄的结果不一致，但与王志秀等[14]得出的 1～20 年种植年限下全钾含量呈逐渐降低趋势而无显著差异的结果相似，可见，种植年限对土壤全钾含量影响的结论存在部分差异，这可能与土壤全钾来自于的母岩种类以及气候、种植管理等因素有关。本研究还发现，相同棚龄下随着土层深度的增加，有机质、碱解氮、全氮、全磷和全钾含量呈下降的趋势，有效磷和速效钾含量在 0～100 cm 土层也呈逐渐降低趋势，表明土壤养分表层富集现象明显，这一结论基本与福建设施葡萄园和辽宁苹果园的研究结果一致[20-27]。而本研究硝态氮表现为 1～5 年棚龄表层显著高于 80～100 cm 土层，5 年以上棚龄则表现为随土层增加硝态氮含量上升，该结果与郭路航等[28]在河北省露地葡萄园研究发现的土壤硝态氮随土层加深而增加的结论不尽一致，这与该学者研究的 5～30 年棚龄样本（分为小于 14 年和大于 14 年的低、高两种棚龄）存在较大差异有关。
土壤有效态中、微量元素的供应能力主要受土壤理化性质、施用水平及植物利用等因素的影响[29-32]。郭修武等[33]在辽宁地区发现随着葡萄种植时间延长，铁、锰含量减少，锌、铜含量增加，赵峥等[8] 研究上海 67 个规模化葡萄园中土壤中、微量养分结果表明，树龄显著提高了土壤有效锌。研究豫东‘夏黑’葡萄高品质果园土壤和贵州省葡萄园有效态的钙、镁、铜、铁、锌、锰元素含量均处于丰富以上水平[24-25]；对全国 5 大产区研究结果表明，中量元素有效钙、镁、硫含量处于丰富水平，且地区间差异较大，有效铜含量极为丰富，铁、锰、锌、硼含量均处于丰富水平，但仍有个别区域存在养分缺乏的现象[4]。本研究结果表明，棚龄对交换性钙含量的调控效应较小，棚龄的延长显著提高 0～40 cm 土层的交换性镁、有效铁和有效锌，这一结果与郭修武等[33]和赵峥等[8]研究露地不同种植年限对葡萄园中、微量元素影响的结论部分不同，这可能与本区域设施葡萄种植倾向于冲施含有镁、铁中、微量元素水溶性肥料有关。相同棚龄下，0～20 cm 土层交换性钙含量低于 20～40 cm 土层，这可能与葡萄根系主要分布区及钙吸收需求有关，而交换性镁、有效铁、有效锰、有效铜及有效锌含量则表现为 0～20 cm 土层高于 20～40 cm 土层，该结果与增施微量元素肥料有必然联系。该区中、微量元素总体表现为交换性钙镁、有效铜锌含量处于丰富以上水平，有效铁锰含量处于中等及以下水平，本研究结果与前人[34-35]对有效态钙镁含量和有效态铜锌含量的研究结果基本一致，但对有效态铁锰含量丰富的研究结论存在一定差异，这可能是研究区域的土壤类型、种植环境、水肥管理不同导致的。
棚龄与主要土壤养分指标的相关分析表明，棚龄与硝态氮、有效磷、速效钾、交换性镁含量呈显著正相关，其中对交换性镁含量的正调控效应最大。此相关分析与前人研究部分结果相似[7]。因此，建议该区设施葡萄种植中化学养分精量施用时应根据棚龄优化氮、磷、钾、镁的投入。
4 结论
5 年以上棚龄设施葡萄园土壤 60～100 cm 土层存在盐分淋洗，0～20 cm 土层 10 年以上棚龄有机质含量显著高于 1～5 年棚龄，同一土层下有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、全磷、有效磷、速效钾、交换性镁、有效铁和有效锌含量随着棚龄增加呈上升趋势；此外，棚龄的延长导致硝态氮、速效磷钾向深层土壤运移，其中 60～100 cm 土层硝态氮含量、20～80 cm 土层速效磷钾含量提升幅度更大，受棚龄调控效应更为明显。
各棚龄 0～20 cm 土层碱解氮和全氮含量均分别处于中等和丰富水平，40～100 cm 硝态氮含量处于中等水平；全磷、速效钾含量均处于丰富以上水平，全钾和有效磷含量丰缺水平因棚龄而异；交换性钙镁、有效铁、有效铜和有效锌含量在 0～20 cm 土层均处于中等及以上水平。通过相关分析揭示了棚龄对硝态氮、有效磷、速效钾、交换性镁含量具有显著正作用。