王 勇,吕 丹,徐 燕,余国新
(1 江西省宜春市林业科学研究所 336000;2 奉新县林业局)
蓝浆果(Vaccinium spp.),又名蓝莓,为杜鹃花科越橘属植物,多为落叶,偶见常绿小灌木的果实,广泛分布于北半球[1]。由于蓝浆果含有丰富的花青素、多黄酮、多酚等生理活性成分,使其果实具有较强的抗氧化性。因此蓝浆果对弱视、多种炎症、心脑血管疾病具有较好的防治效果,同时还能较好地抗衰老、抗癌及抗基因突变等生理作用,是较佳的保健型水果。因此蓝浆果具有巨大的经济价值,多年来风靡欧美市场[2]。蓝浆果原产北美,同时蓝浆果品种开发和引种工作也得到大力的发展。截至2013年,据不完全统计,全球开发出的蓝浆果优良品种有171个,其中北高丛蓝浆果品种68个,南高丛蓝浆果40个,兔眼蓝浆果35个,半高丛蓝浆果11个,矮丛蓝浆果9个,蔓越桔8个。
蓝浆果原产于北美,人工驯化栽培始于1900年前后。目前,越桔属植物在全球约450种以上,中国约90种、24个变种、2个亚种,华南、华北、东北、西北区域均有野生越桔分布,以西南、华南及东北地区较为普遍[3]。美国农业部植物局Coville.F.V从1906年开展野外越桔属植物的收集工作,并进行杂交授粉工作,经过14年的不断杂交选择,选育出先锋、卡特和凯瑟琳3个品种。截至1937年,Coville.F.V培育的6万株杂交越桔实生苗全部结实,经过系列园艺性状的比较,选育出30多个优良越桔杂交品系。现就北美、智利等区域蓝浆果育种生产情况简介如下。
目前,在北美应用于实际生产的北高丛蓝浆果、南高丛蓝浆果、兔眼蓝浆果、半高丛蓝浆果的品系分别有61个、22个、35个和7个,极大促进了蓝浆果产业的发展。
美国培育并应用于生产的第一个蓝浆果品系是考卫尔(Coville)。在美国20世纪90年代初期,蓝浆果的生产规模就已经成为了仅次于草莓的小型浆果类果树。生产蓝浆果的州市在美国有36个、加拿大有6个。在美国,共有密歇根、新泽西、北卡罗来纳、俄勒冈、堪萨斯、华盛顿和纽约州7个州栽培的高灌丛蓝浆果,面积超过450hm2;在加拿大,栽培蓝浆果超过450hm2的省有不列颠哥伦比亚省和新斯科舍省。
随着蓝浆果研究的不断深入,蓝浆果的生产面积也在不断扩大。从2000年开始,美国蓝浆果育种水平不断提高,各种抗性强、丰产性、商品性均较好的蓝莓品系不断涌现,栽培面积也不断扩大。尤其是美国中西部地区人工杂交而成的采北空(Northsky)、蓝线(Blueray)、蓝丰(Bluecrop),特别是选育的公爵(Duke)和艾丽特(Elliott)取代了老品种考林斯(Collins)和考卫尔(Coville)。推广面积最大的是高灌丛蓝浆果蓝丰(Bluecrop),其栽培面积占高灌蓝浆果总面积的35%[3]。
在科研和生产不断推进的同时,可以清晰地看到北美蓝浆果生产中存在较多的问题。如果园土壤pH值的调整技术、水分管理、越冬冻害、授粉坐果低等技术性问题一直未有较大的突破。同时在除草、修剪、采摘等环节所消耗的人力成本过高问题,都阻碍了蓝浆果产业的发展壮大。
智利作为位于南半球的国家,其气候特点是光照时间长,昼夜温差大,整体气候与欧美、亚洲国家截然不同,导致其蓝浆果栽培也有其独特的特点。整体上来讲,智利蓝浆果的栽培生产技术主要是借鉴美国的技术,引进消化后,依据其本国的条件进行了改进和创新,从而形成了智利特色的栽培技术。
在智利栽培的蓝浆果成熟期每年11月至翌年3月,正好为北半球国家的寒冬时期,也是北半球蓝浆果的空窗期。因此智利蓝浆果外销空间巨大,其生产的蓝浆果主要销往北美、欧洲,这也就要求智利生产的蓝浆果鲜果储存期更长(一般要达到35d左右),以满足长时间的海运、库存。
为了适应以上生产要求,智利在20世纪90年代初开始筛选适生蓝浆果,到90年代中期,智利重点推广Bluecrop、Coville、Elliot、Jersey等几个品系,形成早熟、中熟、晚熟等结合的蓝莓品系。其中bluecrop(蓝丰)是最佳的品系,不仅果实整齐、适应性强,且质地硬、采后色泽、硬度变化慢,特别耐储运,从而成为智利栽培规模最大的一个蓝浆果品种,栽培面积达到1000hm2,占智利全国蓝浆果栽培面积的10%。同样,智利蓝浆果生产栽培中主要是存在成熟期不集中、土壤pH值难以调控等问题。针对这些问题,目前智利主要是通过堆放新鲜锯末、使用酸性肥料、配置授粉树、利用遮阳网延迟成熟等技术措施来应对[3-8]。
中国作为蓝浆果分布区,主要以笃斯越桔、红果越桔、江南越桔为原生种。
当前,我国蓝浆果主栽品系全部引自国外,可分为三大类,即高丛蓝浆果、矮丛蓝浆果和兔眼蓝浆果。黑龙江省、辽宁省、吉林省、内蒙古自治区等温带寒冷地区主要种植矮丛蓝浆果和半高丛蓝浆果;山西省、陕西省、山东省等暖温带区域主要种植北高丛蓝浆果和部分半高丛蓝浆果。在长江以北的江苏、安徽、湖南、湖北、广东、广西等大部分区域主要是种植南高丛蓝浆果和兔眼蓝浆果。
我国在20世纪80年代开始对蓝浆果进行研究,吉林农业大学郝瑞教授首先对长白山地区的野生笃斯蓝浆果开展了资源清查。吉林农大李亚东教授在笃斯蓝浆果资源清查的基础上开展北方型蓝浆果引种栽培工作,并在1995年筛选出了4个适合于长白山地区的优良品系。在筛选成功的基础上,李亚东教授于1997年从加拿大、美国等地引进70余个丰产抗寒的优良品系,涵盖了高灌丛、半高丛、矮灌丛、兔眼四大蓝浆果系列。南高丛蓝浆果、兔眼蓝浆果的引种主要是由中国科学院南京植物所贺善安和顾姻教授发起。贺善安教授在20世纪80年代初期就系统开展了高温耐湿热的南方蓝浆果的种群——兔眼蓝浆果的引种与栽培研究工作。至20世纪90年代初,筛选出10余个适合于南方区域栽培的优良蓝浆果品系。截至2010年,我国多个地方建立了蓝浆果种植资源圃,为建立蓝浆果栽培体系提供了种源保证。预计不久的将来,我国蓝浆果资源将更加丰富[9-10]。
蓝浆果产业化、规模化栽培起始于2000年前后,从吉林农业大学与日本环球贸易公司合作开始。在借鉴国外技术的基础上,辽宁省沿海区域和吉林省长白山区域建立了200余hm2的蓝浆果产业化基地。截至2015年,全国27个省市开展了蓝浆果引种栽培试验,总面积达到31210hm2。吉林、辽宁、山东、浙江、贵州等省发展尤为迅速,在短短15年间,种植面积增长了近1300倍,超过了世界其他国家的发展速度。
目前,我国研究、种植蓝浆果已有30多年的历史,在种质资源引种驯化、品种选育、栽培、育苗、采摘、病虫害防治、加工等方面积累了丰富的经验,为我国蓝浆果产业化生产打下了坚实的技术基础[9-10]。
当前我国在生产上主栽的蓝浆果品系仍然为引种美国、日本的选育品种。现已引进适宜我国南北各地种植的品种100多个,适合在全国各气候条件下栽培。由于我国疆域辽阔,各种气候带均有,三大系列的蓝浆果均有发展的空间。现就生产上应用较多的矮丛蓝浆果、高丛蓝浆果和兔眼蓝浆果各个品种简介如下。
矮丛蓝浆果开始主要是以采集野生资源为主,其良种选育是从选择优良的野生类型开始的,目标是果大、色蓝、风味好、丰产、自交可育、易于繁殖。矮丛蓝浆果树体较矮,高30~50cm,抗寒能力强,能适应-40℃低温环境,栽培管理技术简单易行,是东北高寒山区大面积商业化栽培主打系列。当前生产上应用规模广的的矮丛蓝浆果主要有美登(Blomidon)、芬蒂(Fundy)、坤蓝(cumberland)等。
半高丛蓝浆果主要是用V.pallidum的一些四倍体基因型与V.corymbosum杂交,产生了果实小到中等大、风味绝佳的半高丛蓝浆果,其土壤适应性很强,而且能在雪被下度过严冬,适应北方寒冷地区栽培,树高50~100cm。这些杂种的果熟期一般都很早或较早,而且有的成熟期非常一致。目前生产上应用比较广的半高丛蓝浆果品种有北陆(Northland)、北蓝(Northblue)、北村(North country)、圣云(st.cloud)、气伯瓦(chippewa)。
高丛蓝浆果育种工作首推美国的Coville与Darrow,2位科学家从1908年开始蓝浆果驯化、杂交工作,其工作开创了蓝浆果栽培的先河。高丛蓝浆果包括南高丛蓝浆果和北高丛蓝浆果,其特点是果实个头大、品质佳、口感好,是鲜果市场较佳选择。南高丛蓝浆果适宜湿润、温暖的黄河以南区域种植;而北高丛蓝浆果适宜冷凉气候的北方沿海湿润、寒冷区域种植。北高丛蓝浆果并不适合江西区域栽培,主要是对南高丛蓝浆果进行阐述。
南方高丛蓝浆果的培育首推佛罗里达大学的Sharp和美国农业部Draper的工作,Sharp首次以野生二倍体种的未减数分裂的配子与北高丛蓝浆果品种进行杂交。这种方法后来也应用在北卡罗来纳的育种计划中。以它们为代表的育种工作成果,培育出了集休眠期低温要求不高、耐热、土壤适应性强和优良的果实品质为一体的南方高丛蓝浆果,使美国温暖地区培育高丛蓝浆果种的育种工作进入了一个新的时代。目前应用于生产的主要有阳光蓝(Sunshine Blue)、瞳仁(Hitomi)、木兰(Magnolia)、夏普蓝(Sharpblue)、海滨(Gulfcoast)、薄雾(Misty)、奥尼尔(O’Neal)、军号(Reveille)等品种,其中尤以薄雾(Misty)、奥尼尔(O’Neal)、瞳仁(Hitomi)、夏普蓝(Sharpblue)特别适合江西区域栽培。
兔眼蓝浆果是一个多型种,是由5个四倍体种杂交而来,实际上它还包含着二倍体种V.atrococcum Heller、V.caesariense Mackenzie V.darrowi和V.tenellum Aiton的遗传基础。由于这个种具有非常突出的优点,如生长势强、寿命长、丰产、抗旱、抗热、土壤适应性强、抗病、果实坚实、蒂痕小、耐贮藏、休眠期低温要求不高等,以及诸如结果晚、抗寒性弱、繁殖困难、自交不孕等不足。因此兔眼蓝浆果是一个抗性强、储藏性好、口感一般的蓝浆果,应进一步提升其口感,又可以作为其他蓝浆果系列的杂交亲本,以提升其他蓝浆果的抗性。我国的长江流域以南,是非常适合兔眼系列蓝浆果的生长。但栽植兔眼系列蓝浆果时,向南方发展时要考虑栽培地区是否能满足450~850h<7.2℃的冷温需要量;向北发展时要考虑花期霜害及冬季冻害。
兔眼系列中推广栽培较多品种是园蓝、粉蓝、杰兔、顶峰、灿烂等。另外,兔眼蓝浆果比较适合我国南方地区栽培的品种还有精华(Choice)、森吐里昂(Centurion)、S13等。总之,兔眼蓝浆果是最适合我国南方地区栽培的品种,在长江以南区域引种工作中,推荐首选兔眼系列蓝浆果品种[9-10]。
近年来蓝浆果种植及加工产业得到较大的发展,其品种选育也以丰产、口感、高抗的市场需求为出发点,并逐渐开发加工果为趋势。但20余年来,我国蓝浆果发展过程中,存在品种混杂、急功近利、自主品种缺乏的现象。因此,在我国开展蓝浆果品种开发工作,目前急需开展的工作主要是以下4个方面:①广泛收集蓝浆果品种,建立蓝浆果基因库,为开展蓝浆果品种开发和蓝浆果栽培工作奠定坚实的物质基础。②利用越桔属野生种开展蓝浆果种间杂交工作,破解蓝浆果遗传基础狭窄的问题。近亲交配导致遗传基础狭窄,如高丛蓝浆果和兔眼蓝浆果的许多生产性品种都具有Rubel、Russell、Brooks、Sooy和Ethyl的亲缘。有很多高丛蓝浆果是Herbert、Coville、Bluecrop,Berkeley和Earliblue等品种的后代。遗传基础狭窄的后果是生命力和变异范围下降。因此,本研究认为应该利用野生种质到育种计划中去,以提高丰产性、适应性和抗病抗虫性的潜力。③继续培育优良、抗寒、抗旱等的品种,大规模开展蓝浆果引种、选种工作,筛选适宜本地的栽培品种,开发出品质好、丰产、适应性强的蓝浆果品系。④解决与新品种相配套的各种栽培技术,如蓝浆果植株快繁育苗技术,植物激素对蓝浆果产量的调节技术,提高蓝浆果产量和品质的施肥技术、蓝浆果有机栽培技术等。
此外,我国蓝浆果的加工业与国外相比还存在较大差距,要加大深加工研究力度,在蓝浆果活性成分的提取和利用上狠下工夫。面对蓝浆果生产日益规模化和产业化的发展格局,研究制定高产、高效和可持续发展的蓝浆果栽培技术标准,规范我国蓝浆果栽培技术[11],为我国蓝浆果长足发展打下坚实的基础。