狄华涛,陈雪平,霍恒志,李金凤,陈丙义,万春雁
(江苏丘陵地区镇江农业科学研究所,江苏句容 212400)
蓝莓(Vaccinium spp.),属杜鹃花科越橘属植物,为多年生灌木小浆果果树,别名越橘、蓝浆果,原产于北美洲和东亚,主要分布于北美、欧洲、俄罗斯、蒙古、朝鲜和日本等气候温凉阳光充足、海拔900~2300m 的地区,多见于针叶林、泥炭沼泽、山地苔原和牧场。我国蓝莓主要生长在黑龙江、内蒙古、吉林长白山等地区[1]。蓝莓果实富含多种维生素和微量元素,以及花青素、黄酮等多种多酚类物质,有极强的药用价值及营养保健功能,享有“黄金浆果”和“神奇果”的美誉,被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一和世界第三代水果行列[2-4]。
2000 年我国开始蓝莓规模化种植,但蓝莓栽培对土壤条件要求严格[5-6],适合生长于有机质含量在5%以上,pH 值4.5~5.5,通透性好的土壤,在国内除了吉林长白山区等极个别地区外[7],其他大多数地区的土壤必须经过改良,尤其是调节pH 值后,才能进行种植[8]。目前我国蓝莓种植土壤改良技术尚不完善,大多数蓝莓种植户无法有效改良土壤条件[9-10],全国只有10%的蓝莓园能达到标准水平[11]。因此,通过综述改良有机质含量、调节土壤pH 值和改善土壤结构等技术在蓝莓栽培中应用,以期为蓝莓栽培中土壤改良提供参考。
植物吸收养分的能力主要由根系决定,蓝莓根系在土壤中分布较浅,吸收水分和养分能力有限,因此蓝莓的生长对土壤性质要求较高,土壤的有机质含量、酸碱度、通透性和保水性等因素对蓝莓的生长有至关重要的影响[12]。
蓝莓生长对土壤有机质含量有着较高的要求。因其根系吸收能力有限,当土壤中有机质含量过低(<3%)时,会导致土壤通透性不足和容重过高,使得蓝莓根系无法吸收充足的养分,严重影响植株正常的生长发育[6,13]。多项研究认为当土壤有机质含量≥5%,尤其是达到8%~12%时,土壤中养分充足,通气性和保水性良好,能有效提高蓝莓成活率和改善其生长发育情况[14-16]。
蓝莓是喜酸性植物,在酸性土壤中才能健康生长。大多数蓝莓生长需要pH 值为4.0~5.5 的土壤条件,最适pH 值为4.3~4.8[17]。土壤pH 值过高,会导致植株缺铁黄化,叶片发育不良;而pH 值过低,又会导致吸收锰元素过量而中毒,致使蓝莓生长缓慢甚至死亡[6]。此外,土壤的pH 值会影响蓝莓花色素苷的积累,土壤pH 值过低或过高都会抑制花色素苷的积累[18],降低蓝莓营养价值。
蓝莓果树根群主要分布在浅层土壤中,其独特性在于根毛少,多为细丝状互相缠绕在一起[19-20]。通透性不足和容重过高的土壤不利于蓝莓根系的伸长与生长,而疏松的土壤中氧气充足,可以促进植物根的有氧呼吸,使植物充分吸收土壤中的矿质元素。因此疏松湿润、有机质含量高、排水透气性良好的土壤环境,是蓝莓栽培的必需条件[21-22]。
土壤有机质是有机物分解和积累的平衡结果,可以分为溶解性有机碳和活性有机质。溶解性有机碳的主要来源是腐殖质[23-24],是由动植物残体经自然分解氧化产生的物质;活性有机质主要指土壤中的微生物。
陈彦君等[25]将水稻秸秆、玉米秸秆或锯末粉碎后作为土壤的外源有机质,覆盖于植株垄面,分解后增加了土壤的有机质含量30%以上,并且通过对比发现覆盖物有机质含量越高且越易分解的,在短期内对土壤有机质含量的增加效果越明显。同时,这些地面覆盖可以提高蓝莓植株菌根侵染率,使土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性增强,有益微生物增多,土壤有机质含量增加,从而促进蓝莓生长[26-27]。刘毅和等[28]以“草炭+锯末+硫磺粉”对蓝莓土壤进行改良,相比对照,蓝莓的各项生长指标具有明显的优势。此外,他们通过实验发现,草炭作为一种半腐烂的植物残体,富含有机质和腐殖酸,用于改良蓝莓土壤有机质含量效果明显优于菌渣和锯末,只是成本较高。唐雪东等[29]发现,将适量具有生物活性的苔藓混入蓝莓种植土壤,可以使土壤中微生物和酶的活性增强,有效提高蓝莓根系活力和菌根侵染率,促进蓝莓的生长并提高产量。
付燕等[30]以4 年生盆栽“灿烂”兔眼蓝莓为试材,研究了硫磺、硫酸钾和食用醋对土壤pH 值及有效N、P、K 含量的影响。结果表明:在土壤中施入一定量的硫磺和食用醋后,能显著降低土壤pH 值,增加土壤有效N、P、K 含量。其中食用醋能迅速降低土壤pH 值至4.0~4.8 范围,硫磺也能调整土壤pH 值至4.0~4.8,但作用速度较食用醋慢。赵敏等[31]采用随机区组试验研究硫磺粉对栽培土壤pH 值和蓝莓幼苗生长的影响。结果表明:施用硫磺粉能降低土壤pH 值,各处理2 个月内土壤pH 值迅速下降,较CK 下降0.21~1.16,之后趋于平稳,并具有较高稳定性;施用硫磺粉最优处理蓝莓幼苗地上部分和地下部分的生长显著优于不施硫的处理。李根柱等[32]研究利用一种生态功能复合材料缓释膜(涂层纤维膜)包装不同浓度稀硫酸和营养液,使其缓慢释放于土壤,用于调节土壤pH 值。结果表明,此类缓释剂对降低土壤pH 值具有明显的效果,其中包装3%和6%浓度H2SO4的缓释剂调节后的土壤pH值能满足盆栽蓝莓的生长需求,与对照组相比,处理组蓝莓苗木生长2 个月后在地径和苗高方面具有生长优势且差异显著。
值得注意的是,不同品种的蓝莓最适宜的土壤pH值不同,如“美登”最适pH 值范围为4.0~4.5,而“北村”的为4.5~5.0[33],因此种植者需根据品种特性,遴选合理的改良方式。
蓝莓生长需要疏松湿润、有机质含量高、排水透气性良好的土壤环境,在栽培蓝莓时,一般选用透气性较好的砂质酸性土壤以保证蓝莓根的呼吸[34]。李虹飞[35]通过在土壤中施入松针、锯屑和松树皮均含有粗鞣酸等酸性物质,有效改善了土壤结构。他通过研究,认为这些物质分解后的有机质能明显改善土壤的紧实度,增加土壤的通透性,起到保水、保肥和提高地力的作用。董克锋等[36]总结新建蓝莓园土壤改良与培肥技术时提到,覆盖黑地膜可以保持土壤湿度,调节土壤温度,有效控制杂草,与覆盖有机物相结合时能有效提高土壤有机质含量,降低土壤pH 值以及改善土壤结构,但最好是在有滴灌设施的果园应用。李琪等[37]用醋糟对兔眼蓝莓土壤进行改良,发现添加体积分数50%的醋糟能够在蓝浆果适宜生长的土壤电导率范围有效提高电导率,同时能显著降低土壤容重,增加土壤的疏松度和透气性,从而促进蓝莓根系养分吸收。
我国蓝莓产业近年来发展较快,但由于种植技术相对落后,土地条件和气候原因不适宜,加之我国与欧美居民口感需求差异,使得蓝莓产业发展受到一定受局限。蓝莓种植对土壤要求苛刻,喜疏松、有机质含量高的酸性土壤,我国大部分蓝莓种植区原始土壤条件不太适合蓝莓生长,必须进行土壤改良。从改良有机质含量、调节土壤pH 值和改善土壤结构3 个方面介绍了蓝莓土壤改良的技术研究进展,而在实际应用时,这3 个技术环节是协同作用的。多项研究[25-27]表明,在蓝莓适合生长的pH 值条件下,土壤中有机质含量会随pH 值的升高而降低,而有机质含量也会影响土壤保湿和通透性,因此在蓝莓栽培土壤改良时,应采用综合改土措施,如利用酸性有机质(草木灰、醋糟等)覆盖,既能提高土壤有机质含量,又能提高土壤保水性和透气性。值得注意的是,不同品种的蓝莓对土壤pH 值和土壤有机质含量要求各不相同,在蓝莓种植时,尤其是新建园时,需根据品种特性和当地土壤条件,选择合适的品种、相应的土壤改良配套技术,才能有效降低成本,提高蓝莓成活率和产量,达到事半功倍的效果。
目前来看,土壤问题是制约我国蓝莓产业发展的主要问题之一,在做好土壤改良的基础上,如能选育出耐高pH 值和适合国人口感的品种,并能加强蓝莓产品开发利用,我国蓝莓产业将获得更大的发展空间。