李華，王華

（西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院/國家林業(yè)和草原局葡萄與葡萄酒工程研究中心，陜西楊凌 712100）

環(huán)境的挑戰(zhàn)、自然資源枯竭和社會公平公正危機，使人類理解和接受了可持續(xù)發(fā)展的必要性?？沙掷m(xù)發(fā)展就是將經(jīng)濟增長、社會問題和環(huán)境保護相結合的多維方法[1]。在可持續(xù)發(fā)展的概念中包含了這三個方面，是因為要保證下一代人也能夠獲得所需的資源，以提高生活質(zhì)量和改善生態(tài)環(huán)境。因此，可持續(xù)的概念包括下列因素：減少資源的消耗、改善生態(tài)環(huán)境和提高生活質(zhì)量[2]。

1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》報告中第一次闡述了可持續(xù)發(fā)展的概念[3]，引起了國際社會的廣泛共鳴。1995年，我國政府把可持續(xù)發(fā)展作為國家的基本戰(zhàn)略，號召全國人民積極參與這一偉大實踐。在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告中，習近平同志進一步指出：“我們要建設的現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，既要創(chuàng)造更多物質(zhì)財富和精神財富以滿足人民日益增長的美好生活需要，也要提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品以滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。必須堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主的方針，形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結構、生產(chǎn)方式、生活方式，還自然以寧靜、和諧、美麗”，更是把可持續(xù)發(fā)展提高到一個新的高度。

在葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)，國際葡萄與葡萄酒組織

（OIV）將葡萄栽培可持續(xù)發(fā)展定義為：全球戰(zhàn)略的葡萄生產(chǎn)和處理系統(tǒng)，它應在經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時，精確考慮可持續(xù)葡萄栽培、環(huán)境風險、產(chǎn)品安全和消費者健康以及文化遺產(chǎn)、歷史、生態(tài)和審美方面的要求[4]。

我國釀酒葡萄栽培主要集中在干旱、半干旱地區(qū)，與沙漠化土地弧形地帶大致吻合[5]。葡萄是喜溫植物，在北方冬天絕對最低氣溫低于-15 ℃時必須埋土防寒。而國際上其他葡萄與葡萄酒產(chǎn)區(qū)基本上不存在冬季埋土防寒問題[6]。我國的葡萄氣候區(qū)劃表明，全國90%以上的釀酒葡萄栽培區(qū)需要埋土防寒，且埋土防寒時間最長可達半年[6-7]。在埋土防寒區(qū)期間，地表裸露，屬于冬季裸露休閑農(nóng)田，極易引發(fā)土壤風蝕揚沙，破壞生態(tài)[5]。因此，研究適應我國埋土防寒區(qū)可持續(xù)葡萄栽培模式就顯得尤為重要了。

為了適應埋土防寒區(qū)葡萄的冬季下架埋土，傳統(tǒng)的葡萄栽培多采用無主干整形方式，如多主蔓扇形、“V”形、“U”形和龍干形等，且實行行間清耕的土壤管理模式。其問題在于：葡萄埋土前需要下架，以及春季上架，易造成植株機械損傷，而導致葡萄園的缺株斷壟，實行補苗則很難成活，從而浪費土地資源，降低單位面積產(chǎn)量；水土流失嚴重，不利于生態(tài)條件的改善；操作繁瑣，勞動強度高；不利于機械化作業(yè)，效率低下；植株老化快，架面郁閉，病蟲害嚴重；結果部位不整齊，成熟度不一，果品質(zhì)量差[8]；在埋土防寒區(qū)期間，地表裸露，極易引發(fā)土壤風蝕揚沙，生態(tài)惡化[5]。這些不適應冬季埋土防寒和機械化操作的栽培方式，完全不適應我國葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

隨著生態(tài)文明理念不斷深入人心，人們對環(huán)境越來越關心，如葡萄園的美觀度、對周邊環(huán)境的影響及對當?shù)仫L土的貢獻等，賦予人們更多的體驗及感受[9]，這些與葡萄酒的外在質(zhì)量有關的環(huán)境因子也變得越來越重要。這就更要求我們研究推廣符合我國埋土防寒區(qū)可持續(xù)發(fā)展要求的葡萄栽培模式。

1 葡萄對修剪反應的研究進展

修剪是葡萄栽培中一項重要的技術措施，可以控制枝條的伸長，保持所需樹形，以減緩衰老并且使植株在預定的空間內(nèi)生長；控制芽（或新梢）的數(shù)量，以調(diào)節(jié)和平衡植株的產(chǎn)量和長勢[10]。但是修剪會促使木質(zhì)部導管產(chǎn)生侵填體[11]，影響樹液的流動與運輸，加速樹體衰老。

研究表明，修剪可誘導被剪枝條木質(zhì)部導管產(chǎn)生侵填體并使之堵塞；隨著修剪枝年齡的增長，剪口數(shù)量的增加，主干或多年生部分的剪口處出現(xiàn)不斷生長的契形死組織（硬壁侵填體），最終導致多年生部分的開裂。因此葡萄植株多年生部分越長，新梢樹液液流速率越低，降低了植株的水分、營養(yǎng)的輸送與分配的功能[12]，進一步影響光合產(chǎn)物的合成與分配[13]，致使產(chǎn)量和質(zhì)量降低以及植株早衰。

由于葡萄多年生部分越長，分節(jié)越多，不僅節(jié)區(qū)的數(shù)量會降低樹液流速率，更重要的是修剪傷口就會越多，其中硬壁侵填體就越多，顯著降低樹液流速率、葉片光合同化物產(chǎn)量和漿果糖分積累，植株對同化物在庫源器官間分配的調(diào)控能力也顯著降低，加速植株衰老。據(jù)此，我們提出葡萄最小化修剪的庫源關系調(diào)控理論，其核心是盡量降低主干（蔓）高度；盡量剪除多年生部分，防止其伸長；盡量減少剪口數(shù)量，使結果母枝（1年生枝）盡量靠近主干（蔓），使修剪后的植株在設計范圍內(nèi)最小化，以減少運輸距離，降低樹液液流阻力，提高植株對同化物在庫源器官間分配的調(diào)控能力，防止植株早衰[8]。在實際生產(chǎn)中，通過平茬或重剪實現(xiàn)對衰老或長勢弱植株的更新復壯。根據(jù)該理論可設計與種植地相適應的整形修剪模式，以實現(xiàn)葡萄栽培的簡約化、標準化和機械化[12-13]。

2 埋土防寒區(qū)可持續(xù)葡萄栽培的要求

可持續(xù)葡萄栽培的目的和任務是根據(jù)不同的生態(tài)類型，確定適當?shù)钠贩N以及相適應的栽植技術，做到適地適種、科學管理，在保證生態(tài)資源永續(xù)利用和葡萄植株壽命的前提下，追求葡萄產(chǎn)品在質(zhì)量和產(chǎn)量上的最大效益?？沙掷m(xù)葡萄栽培的概念必須滿足生產(chǎn)高質(zhì)量的葡萄和葡萄酒、尊重人和環(huán)境、保證葡萄與葡萄酒長期的經(jīng)濟效益等三方面的要求，也就是利用自然調(diào)節(jié)機制和資源，取代任何不利于環(huán)境的手段，長期保證高質(zhì)量葡萄的可持續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)。這樣，就可以將可持續(xù)葡萄栽培的目標定義為：優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、長壽和美觀[14]。

在可持續(xù)葡萄栽培的模式中，根據(jù)葡萄所要求的生態(tài)條件進行科學的產(chǎn)業(yè)布局，通過合理整形修剪等手段保證葡萄的質(zhì)量，是葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎；只有保持葡萄的穩(wěn)產(chǎn)，才能保證以葡萄酒為代表的葡萄產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性，長期保證葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)的最佳經(jīng)濟效益；只有通過限制產(chǎn)量、合理水肥管理、科學植保等措施延長葡萄植株的壽命，才能在提高土地利用率、保證葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)的長期效益的同時，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)出能夠詮釋產(chǎn)地特質(zhì)、風格獨特、不能模仿的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，提高土地的價值；只有保持葡萄園美麗的景觀，才能使葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)不僅在經(jīng)濟上充滿活力，并保持其多功能性，特別是在社會、文化和娛樂等方面的功能，促進產(chǎn)地的繁榮和國土資源的合理利用，實現(xiàn)土地增值和農(nóng)民增收[14]。

這就需要埋土防寒區(qū)的葡萄栽培模式必須保證：便于冬季埋土和春季出土，避免冬季下架和春季上架；技術簡單、快速，便于省力化和機械化作業(yè)；提高葡萄質(zhì)量和穩(wěn)定產(chǎn)量；改善和修復生態(tài)條件；保障葡萄園的生物多樣性；保障葡萄植株的長壽和葡萄園的景觀[8]。

3 符合我國埋土防寒區(qū)可持續(xù)發(fā)展要求的葡萄栽培模式——“爬地龍”

我國埋土防寒區(qū)傳統(tǒng)葡萄栽培的多主蔓扇形、“V”形、“U”形和龍干形等架式，由于在春季出土后，需將多年生部位扶在架面上，其新梢在整個架面的各個部位發(fā)出，造成樹冠郁閉，通風透光差；滿架結果，結果部位差異很大，葡萄質(zhì)量差；在生長季的管理為單株管理，操作繁瑣，勞動強度高；隨著植株年齡的增加，結果部位上移，樹冠空間減小，產(chǎn)量降低；在冬季修剪后，由于修剪部位高低不等，不可能將修剪枝掛在架面上以形成風障；在埋土時，需要將剪留的整個植株壓在定植溝內(nèi)，不僅勞動強度大，埋土效率低，而且極易造成植株機械損傷，降低葡萄植株的壽命[8]。

針對上述問題，根據(jù)我們提出的葡萄最小化修剪的庫源關系調(diào)控理論[12-13]、我國冬季埋土防寒區(qū)葡萄種植限制性因素及其應對策略和葡萄園生草制的分析[8]，以葡萄生產(chǎn)的機械化為前提，以優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、長壽、美觀的葡萄生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展目標[14]，設計了符合埋土防寒區(qū)可持續(xù)發(fā)展要求的葡萄栽培模式——爬地龍栽培模式，并進行持續(xù)20多年的研究和推廣，取得了顯著的效果。

3.1 爬地龍的定義及實施

爬地龍整形修剪是在距地面一定高度處，水平培養(yǎng)一條多年生主蔓，冬季短梢修剪，生長季將新梢垂直綁縛在架面上。這樣冬剪后，在同一定植帶（或定植溝）中，所有植株的一年生枝或主蔓首尾相接，連接在一起，就像橫臥在地上的長龍一樣，故曰“爬地龍”整形修剪。

冬季埋土防寒地區(qū)降水量少，氣候干燥，根據(jù)盡量降低主干的原則，可在葡萄漿果不拖地的前提下，降低結果部位，植株一年生枝（無主蔓爬地龍）或主蔓（有主蔓爬地龍）被平拉固定在離地面或溝面30～40 cm的第一道鋼絲（承重絲）上。

爬地龍架面為籬架形，葉幕高1.5 m，葉幕寬0.5 m，行內(nèi)枝條覆蓋、行間免耕生草[8]（圖1、2）。爬地龍栽培模式就是爬地龍整形修剪加行間生草。我們的研究表明，根據(jù)植物群落學原理，行間生草最好采用自然生草法，即根據(jù)葡萄園長出的各種草，通過自然競爭和刈割，最后選留幾種適于當?shù)刈匀粭l件的草種，這是一種省時省力的生草法[10]。

冬剪后將剪留枝固定在第一道絲上埋土，將修剪枝留在架面上形成風障，從而避免了埋土時繁重的下架以及植株的機械損傷，并可實現(xiàn)埋土的機械化作業(yè)；修剪枝留在架面上形成的風障，既防止了埋土防寒期土壤風蝕揚沙、破壞生態(tài)，又提高了葡萄園的觀賞度。

春季出土可實現(xiàn)機械化作業(yè)；出土后不用上架，將留在架面上的修剪枝在各道鋼絲之間截斷，使之落在行內(nèi)，進行行內(nèi)覆蓋，既防止了當年行內(nèi)長草，又實現(xiàn)了枝條還田。

第二和第三道為雙絲。這樣在生長季的管理就變成了以下簡單輕松并可全程機械化的管理（采收除外）。

一扶：指新梢綁縛。將由芽眼發(fā)出的新梢依次向上直立卡在第二、第三道雙絲的中間，使之在架面上分布均勻。

二修：指夏季修剪。使葉幕層成為高1.5 m、厚0.5 m的“綠籬”，超過部分全部剪除。

三噴：指打藥或根外追肥等。根據(jù)需要進行葉面噴施。

四剪：指行間自然生草。當行間草長到5～10 cm時（根據(jù)地形等因素而定）剪草[8]。

圖1 無主蔓爬地龍示意圖Figure 1 Schematic diagram with main vine crawled cordon training

圖2 有主蔓爬地龍示意圖Figure 1 Schematic diagram without main vine crawled cordon training

3.2 “爬地龍”整形修剪對葡萄產(chǎn)量和質(zhì)量、植株壽命及勞動效率的影響

以我國埋土防寒區(qū)傳統(tǒng)葡萄栽培的多主蔓扇形、“V”形、“U”形和龍干形等架式為對照，對爬地龍栽培新架勢進行了多點多年的試驗研究。結果表明[15-20]，與對照相比，由于爬地龍避免了冬季埋土時的下架和春季出土后的上架，防止了對葡萄植株的機械損傷，可延長植株壽命8～10年；爬地龍在冬季埋土時只是埋土單一的主蔓或/和單一的一年生枝，提高埋土效率72%，降低凍害發(fā)生率48%；爬地龍冬剪時每年留芽量一致，且結果枝組或/和結果母枝被平拉固定在第一道絲上，萌芽整齊，坐果部位降低且一致，產(chǎn)量穩(wěn)定性提高30%，漿果成熟一致性提高65%，葡萄質(zhì)量（以成熟系數(shù)表示）提高30%，葡萄酒質(zhì)量及其穩(wěn)定性提高；爬地龍除實現(xiàn)了冬季埋土和春季出土的機械化外，由于在生長季由對照的單株管理變?yōu)榫G籬式群體管理，實現(xiàn)了全程機械化（除采收外），勞動效率提高了217%。

3.3 冬季埋土防寒區(qū)葡萄冬剪后掛枝的防風效果

多主蔓扇形、“V”形、“U”形和龍干形等架式，由于在春季出土后，需將多年生部位扶在架面上，其新梢可在整個架面的各個部位發(fā)出，在冬季修剪后，由于修剪的部位高低不等，不可能將修剪枝掛在架面上以形成風障。在埋土防寒期間，致使葡萄園土壤裸露，不僅極易引發(fā)土壤風蝕揚沙，破壞生態(tài)，還破壞了葡萄園的自然景觀（圖3）。

爬地龍葡萄植株為無主干的近地雙臂或單臂整形，地上部為立架形，葡萄生長季可形成類似籬笆的葉幕，高1.5 m，寬0.5 m，與傳統(tǒng)栽培模式的區(qū)別是冬剪后的枝條在埋土防寒期持續(xù)懸掛在鐵絲上形成風障（圖4），在保護地表、減少風蝕、降低沙漠化程度的同時，保證葡萄園的觀賞性。到翌年葡萄出土后，將留在架面上的修剪枝在各道絲之間截斷，使之落在行內(nèi)，覆蓋在地面上，既防止了當年行內(nèi)長草，又實現(xiàn)了枝條還田。

為了改善葡萄傳統(tǒng)栽培方式埋土防寒期間地表裸露導致的風蝕狀況，我們研究了爬地龍栽培模式下，葡萄冬剪后枝條懸掛在架面上形成風障的防風阻沙效果。結果表明：此防護措施的透光疏透度值75.6%分布在 0.48～0.68，均值0.58，確定為通風結構；分析風速與防護長度的關系，得到1 m高度處風速在途經(jīng)風障時變化過程：遇風障減弱、集流加速、迅速減弱、恢復和背風側消減；在風障中距迎風側邊緣34 m處風速達到最低值，較曠野風速值減小84.20%，防風效能達80.72%；從背風側風障邊緣到距離邊緣34 m處，均屬于相對有效防護距離以內(nèi)，防風效能均值達40.94%；該研究中葡萄園的輸沙量沿高度分布遵循冪函數(shù)，輸沙量均集中在近地面，掛枝的距地表5～150 cm高度的總輸沙量比對照高39.0%[5]。

3.4 行間生草對冬季埋土防寒區(qū)葡萄栽培的影響

我國葡萄栽培埋土防寒區(qū)主要集中在干旱半干旱地區(qū)，也是我國水土流失最嚴重的地區(qū)之一，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。近年來保護性耕作技術的研究和應用，對于減少泥沙流失，節(jié)水抗旱，提高土壤水分利用效率和作物產(chǎn)量及品質(zhì)，提高資源利用效率和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。我國葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)應在葡萄產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提下，對生態(tài)條件加以利用的同時，在葡萄園土壤管理方式上應該采取相應的保護性耕作措施，從傳統(tǒng)的清耕法轉(zhuǎn)向生草覆蓋法[20]。所以我們將行間生草作為爬地龍栽培模式的重要組成部分。

在研究推廣爬地龍栽培新架勢的同時，對葡萄園行間生草進行了多點多年的試驗研究。結果表明，與清耕相比，葡萄園行間生草顯著提高了土壤微生物的活性和有機質(zhì)含量，改善了土壤結構和葡萄園的微氣候[21-22]；有效降低了植株的生長勢[10,24]；提高了葡萄和葡萄酒的質(zhì)量[23,25-26]。

表1 行間生草對土壤、植株、微生態(tài)、葡萄酒質(zhì)量的影響Table 1 Effect of intercropping grass on soil,plant,microecology and wine quality

總之，在我國冬季埋土防寒區(qū)，葡萄園生草技術，不僅改善了葡萄園的微氣候環(huán)境，而且改善了土壤環(huán)境，促進根系的生長和吸收活動，提高了樹體的光合速率，通過葡萄植株而間接影響果實品質(zhì)，進而影響葡萄汁和葡萄酒的質(zhì)量[27]。

4 結語與展望

可持續(xù)發(fā)展理念已成為國際社會的廣泛共識，也是我國的基本國策之一。我國的釀酒葡萄栽培區(qū)，90%以上區(qū)域需要冬季埋土防寒，而傳統(tǒng)的葡萄栽培模式，由于以上所述的各種原因不適應我國冬季埋土防寒區(qū)可持續(xù)葡萄栽培的要求。為此，根據(jù)我們提出的葡萄最小化修剪的庫源關系調(diào)控理論、我國冬季埋土防寒區(qū)葡萄種植限制性因素及其應對策略和葡萄園生草制的分析，以葡萄生產(chǎn)的機械化為前提，以優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、長壽、美觀的葡萄生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展目標，設計了符合埋土防寒區(qū)可持續(xù)發(fā)展要求的葡萄栽培模式——爬地龍栽培模式。經(jīng)過持續(xù)20多年的研究和推廣，該模式能基本滿足我國埋土防寒地區(qū)栽培葡萄所需的自然、生態(tài)和人文需求，達到“優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、長壽、美觀”的葡萄可持續(xù)發(fā)展的要求。

在該模式的基礎上，我們將進一步研究“免埋”技術和基于自然調(diào)節(jié)機制的技術，以保障葡萄栽培及相關生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，盡量減少投入品和能源的使用，保護和改善葡萄園的景觀，實現(xiàn)葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)“強化風格、提高質(zhì)量、降低成本、節(jié)能減排”的目標。