2.1 土壤的物理属性

土壤的物理属性,比如质地和结构,会影响土壤的其他属性,包括持水能力、排水能力、营养供给、通风、根部生长以及水土流失和可耕种性。这些都是种植者重点关心的问题。

土壤的质地颗粒(砂粒、粉粒、黏粒)被比作建筑用的砖块和灰泥(Davies et al.,2001),而土壤的结构(砂粒、粉粒和黏粒的集和)则形成建筑的房间和走廊。

2.1.1 质地

土壤质地是对土壤中无机砂粒、粉粒和黏粒比例的测量。这些颗粒按尺寸来分类(见表2.1)。

表2.1 不同质地土壤颗粒的尺寸

[来源:Combined from Maschmedt(2004); White(1997)]

备注:这种由黏粒、粉粒和砂粒等小颗粒组成的土壤被称为细土,这些小颗粒用于土壤质地的评估。较大的颗粒(砾石、块石)并不用于质地评估,但很重要。

根据土壤中砂粒、粉粒和黏粒的相对比例可以将土壤进行分类,并用来描述土壤的质地。在砂质土中黏粒的比例不超过5%,壤质土包含了约25%左右的黏粒,而黏质土则至少要包括50%的黏粒。黏质土通常被称为“重土”,而砂质土被称为“轻土”,壤质土比较适合农业耕作。

土壤质地决定土壤的排水和持水能力,也极大地影响土壤结构(见第2.1.2节)。细腻、中等质地的土壤,比如黏质土、黏壤土、粉砂质黏壤土能很好地保持水分和营养。粗糙一些的土壤,比如含高比例砂粒的土,有很好的排水性,但水和养分的保持能力较弱。这种土壤比较适合那些便于灌溉(施肥)的地方,因为水分和养分可以根据葡萄的需要进行控制(见第9.4节)。

黏粒的比例也很关键。黏粒具有最小的颗粒直径,表面积与体积比非常大。这意味着黏粒有保有养分和水分的强大能力。黏质土受潮的时候很湿滑,会像海绵一样吸收大量的水分。不过,这些水分大部分会被黏质土吸附住而不能供给葡萄树。

此外,潮湿的黏质土也不利于人工劳作和机械的使用。水涝也是一个风险。而干燥的黏质土会很坚硬,使树根很难穿透。为了充分利用黏质土的优势(保持水分和养分的能力),需要将它们与颗粒更大的土壤进行混合以弥补缺点。这种混合多数是指与壤质土(最适合农业耕种)的混合。

相反,质地比较粗糙的土壤,比如砂质土,排水性会很好,而保留的水分则比较容易被植物所吸收。

因此,土壤质地没有线性关系。黏粒比例良好的土壤会比砂质土更稳定,砂质土会因为有过多的水分而导致结构垮塌。质地粗糙的砂质土或者砂壤土可以让树根很容易穿透和生长,相反,孔径细小和质地细腻的黏质土和黏壤土会阻碍根系发展。

壤质土是黏粒、粉粒和砂粒以均衡比例混合的土壤,备受青睐且富有营养,既有砂质土的排水性,也有黏质土的持水和保肥能力。

直径大于2毫米的颗粒比较特殊,属于砾石和块石,对土壤也有重要的作用。在土壤内,降低了持水性而增强了排水性,在土壤表面,降低了水土流失的风险,帮助调节土壤湿度。这种砾石表层土也是树冠微气候的一个重要方面,在白天吸收并储存热量,在夜间将热量反哺给树冠,教皇新堡(Châteauneuf-du-Pape)部分地区以及摩泽尔的板岩土壤是很好的例子。

土壤质地还能影响土壤的温度。黏粒含量高的重土会比黏质土持水性更好,因此变热的速度会更慢,在春季,这会延缓发芽。

2.1.2 结构

土壤的结构反映了土壤的松散程度,也就是说,由黏粒、粉粒和砂粒等质地的不同颗粒聚合在一起形成了一个整体,从这个整体溃散成各种颗粒的松散程度。这反过来又影响了土壤的孔隙大小,孔隙大小可以影响土壤的排水性,因此还间接影响树根区域可接触到水和空气的程度。

决定土壤结构的关键就是不同颗粒的聚合以及颗粒间缝隙的大小。在理想结构的土壤里,根系可以轻松穿透到空隙处,水分和空气也可以很好地流通,土壤不会出现水饱和或缺乏空气的情况。这对葡萄根系和其他有机物的活动来说至关重要。另外,拥有理想结构的土壤可以更好地抵御水和风的侵蚀。

有机物(见第2.2.1节)是土壤聚合的基础。当胶体(极小的悬浮颗粒)黏土形式的矿物与有机物结合时,就开始形成聚合体。聚合的媒介包括水、微生物纤维以及有机分泌物。反过来,它们又与砂粒、粉粒以及其他有机颗粒结合形成聚合体。

有机物会使土壤更松散。当聚合体的直径不超过2厘米时,土壤会比较松散,这会提高水和空气在表层土壤和深层土壤之间的流动速度,也让根系更容易向四处延伸,从而促进植物生长。不松散的土壤如黏质土,聚合体更大,松散程度更低,这会阻碍水、空气的流动和根系的延伸。

稳定性也是土壤结构一个重要的因素。土壤结构在干湿循环以及栽种时要保持稳定(见第9.3节)。这种稳定性可以通过加入更多的有机物和促进土壤有机质活动来改善。比如蚯蚓可以帮助土壤形成稳定的聚合体。

2.1.3 水和空气

土壤的质地与结构会影响它的排水性和持水能力。

根系要在地下舒适并深入地生长离不开空气和水,葡萄根系和土壤中的微生物都需要氧气。因此好的排水系统就很重要。如果根部有过多水分,会切断空气流通,但还是要有足够的水分来供树根吸收。

如果排水不充分,就可能引起水涝。这会降低土壤的透气性,从而限制根系延伸的广度和深度。长时间的水涝会造成烂根,原因就在于没有足够的空气。

葡萄在夏季有一定的耐旱性。比如在干燥的非灌溉区,葡萄根系在季末会深入地下寻找可用水源。这种能力是对干燥环境的一种缓冲。

最肥沃的土壤就是那种具有均衡的排水与持水结构的土壤,比如壤质土。