土壤環境對藍莓生長發育現狀及展望范文
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摘要:藍莓是經濟價值較高的植物，國內外藍莓產業發展迅速．藍莓對土壤環境要求較高，種植時應綜合考慮各種影響因素進行土壤改良，使藍莓較好的生長，提高產量．本文從土壤酸堿度、土壤有機質、土壤微生物、土壤施肥及土壤溫度和濕度五個方面綜述了土壤環境對藍莓的影響，并對我國藍莓產業發展做出展望．
關鍵詞:土壤;藍莓;生態分布
藍莓(VacciniumSpp)是杜鵑花科越橘屬植物，屬于常綠灌木．原產自北美，在地球上分布范圍廣泛，主要分布于北半球．藍莓葉片中含大量的多酚類物質，果實中含有豐富的維生素和花青苷，具有改善視力緩解眼部疲勞、抗衰老、抗癌、保護毛細血管預防心腦血管疾病的功效．藍莓可以直接食用，也可以加工成其他產品．藍莓被聯合國糧農組織稱為人類五大健康食品之一［1］．藍莓主要產自于北美和歐洲，自1992年至2001年，世界上藍莓的總種植量呈大幅度增長趨勢，截至2003年，北美地區總產量高達2.0×109kg［2］．到2006年，全球藍莓種植面積達4萬hm2，有近20個國家和地區栽培［3］．在1996年至2008年間，世界藍莓總產量達4．8×109kg，美國藍莓種植總面積擴大為3．5萬hm2，年產量達3．0×109kg［4］．截至2008年，我國藍莓種植總面積為0．2358萬hm2，產量1．022×107kg［5］．到2010年，我國人工種植藍莓面積約為300hm2［6］，至2011年，全國藍莓種植總面積達到10000hm2［7］．
1我國藍莓的種植情況
我國藍莓主要分布在長白山、大興安嶺、小興安嶺，適宜生長范圍較廣．我國藍莓培育比較歐美國家發展較晚，郝瑞在1979年對生長在長白山地區的野生藍莓進行系統的調查［8］．李亞東于1983年率先在我國引入70多個藍莓品種，并且開展了新品種的培育、產業化生產等工作［9］，為藍莓在我國的種植發展奠定了基礎．我國青島、貴州等地相繼進行引種栽培．1999年吉林農業大學在吉林省和遼寧省建立了總面積為200hm2的藍莓產業基地［8］．青島市在1999年從英國引種8個品種進行栽培試驗，全市藍莓種植面積在2010年就已經達到150hm2，成為國內最大的種植基地，主要的品種有藍豐藍莓和兔眼藍莓［6］．貴州省為了發展特色農業，在2000年開始引種兔眼藍莓，在六年內實現了全省大范圍的栽培和生產［3］．湖南省于2008年引種藍莓，截至2013年有3家大規模產業化企業的種植面積達35hm2，同時個體種植也在快速發展．但是栽培技術和管理技術均大量依靠外省經驗，省內的技術水平有待提高［7］．寧波農科院在2009年引進了7個兔眼藍莓品種，引種試驗結果表明燦爛、頂峰、梯芙藍和園藍四個品種的果實質量較好適宜栽培［10］．2010年湖北省引進高叢藍莓和兔眼藍莓中的14個品種進行篩選種植，得出粉藍和藍豐適宜在當地種植發展．省內適宜土壤分布廣，藍莓產業發展迅速［11］．拉薩在2011年進行溫室栽培藍莓，2014年拉薩引種美登、北藍等7個藍莓品種進行室外栽培試驗，經過三年的種植觀察，7個藍莓品種均生長良好，為藍莓的大面積產業化種植奠定了良好的基礎［12］．新疆阿勒泰等地區也進行了藍莓的引種實驗，但目前仍處于初步試驗階段，由于其土壤環境及氣候問題并沒有得到大面積種植［13］．我國藍莓產業發展較快，但由于技術、經濟較美國等國家落后，加之人們思想意識的局限性，使得藍莓產業發展受限．東北地區有豐富的野生藍莓資源，比如長白山區、大小興安嶺、完達山區的環境適宜藍莓生長，但由于人們重視程度不夠，大量的野生資源被浪費．因而，我國藍莓產業的發展還可以在目前的水平上做出進一步的提高．加強人們的重視程度，充分利用我國特有的自然資源，深入研究藍莓的栽培條件，如何更好地種栽培藍莓是現階段藍莓種植產業應該關注的問題．
2土壤的酸堿度對藍莓的影響
2．1藍莓對土壤酸堿度的適應范圍土壤的酸堿度是決定藍莓能否在一定的環境下正常生長發育的重要條件．藍莓起源于酸性的森林土壤．經過大量研究試驗表明，藍莓是喜酸性植物，在酸性土壤中才能健康生長．如果可以從基因層面上來篩選耐高pH值的藍莓品種，那么人類就可以從根本上解決了pH值對藍莓生長的脅迫問題［14］．不同地區的土壤的pH值差異較大，土壤中有機質的含量隨pH值的升高而降低［15］．土壤的酸堿度不僅影響藍莓植株的長勢，同時對果實的營養成分也存在制約．土壤的pH值會影響藍莓花色素苷的積累，土壤pH值過底或過高都會抑制花色素苷的積累［16］，降低藍莓的食用價值．選擇合適的土壤，進行適當地改良，才能使藍莓的生長得到有效保障．不同種類的藍莓幼苗最適宜的pH值不同，土壤的pH值對藍莓的各項生理指標表現明顯，有研究表明越桔生長要求的pH最低限為3．8［17］，pH最高限為5．5［18］．不同藍莓品種對pH的適宜程度也不同，高叢藍莓需要的土壤酸度最強．有研究表明，藍莓生長所必需酸性土壤可能與在酸性條件對礦質元素的吸收以及酸性土壤條件下根系的活力有關［19］．艾朗和美登的最適pH值范圍大體相同，為4．0～4．5，北空品種的適宜范圍為4．0～5．0［20］．北村品種適宜范圍在4．5～5．0［21］．超出最適pH范圍會使藍莓組培苗的生長受到抑制，pH過高會促進植株分枝，但葉片發育不良［22］．土壤酸堿度影響藍莓對Fe、Mn、Ca、K等重要元素的吸收，土壤pH值較高時，樹體中Fe、Mn含量降低，而Ca、K含量升高［20］，導致藍莓患缺鐵失綠癥或死亡．過低或過高的pH值都會促進藍莓對Na元素的吸收［22］，抑制植株生長，植株葉片變小而且會發生顏色變化．將高叢藍莓嫁接到烏飯樹可提高藍莓對高pH值土壤的適應性［23］．梁文衛提出經過pH梯度馴化培養的藍莓對高pH值的適應性較強［24］，可以通過批量馴化藍莓幼苗的方法來提高藍莓對pH的適應性．
2．2土壤酸堿度的改良藍莓的生長和產量與土壤pH值密切相關．在栽培藍莓時如果土壤不滿足適宜條件，就需要根據實際情況改良土壤．對藍莓種植土壤的酸堿度進行改良是成功栽培藍莓的基礎，降低土壤的pH可通過向種植土壤中混合酸性物質，物質自身的酸性以及混合土壤之后所產生的物質都可以調節土壤的酸堿度．如果土壤屬于極端酸化土壤，則可以通過在土壤中施用石灰來提升土壤的酸堿度［25］．硫磺粉被廣泛用于改良堿性土壤，硫在土壤中被硫化細菌氧化，被氧化的硫變成硫酸酐，硫酸酐遇水生成硫酸，進而使土壤酸化［26］．硫磺粉在土壤中的擴散速度慢，可以短時間降低土壤pH值，其效果產生快并且持續時間長．如果土壤pH值過高，可以施加適量的硫磺粉來降低pH值．硫磺粉易造成污染，并且使土壤板結．藍莓栽培多利用草炭來改良土壤，但草炭價格昂貴．糠醛渣作為一種易獲得的物質可以克服草炭資源的問題起到降低pH值的作用，同時還可以提高土壤EC值［27］．糠醛渣降低土壤pH值的效果比生物炭顯著，在降低土壤pH的同時增加土壤有效磷含量，而生物炭提高土壤總有機質含量［28］．在藍莓土壤中添加松針或施加木醋可以降低土壤pH值，同時提高土壤中氮磷鉀含量，對土壤起到一定的改良作用［29］，稀釋50倍的木醋有利于藍莓色素及可溶性糖的積累［30］，而且木醋降低pH值速度比硫磺粉快［31］．我國的長白山、大興安嶺和小興安嶺地區存在著大面積的適宜藍莓生長的酸性土壤．長白山區的暗棕色森林土比水濕地潛育土、草甸沼澤土的堿性高，但有機質含量較高，稍加改良就可栽培藍莓［32］．選擇一種合適的改良劑對于改良土壤栽培藍莓具有重要的意義．要定期檢查土壤的pH值，關注植株長勢，及時改良土壤．
3土壤中的有機質及微生物對藍莓的影響
3．1土壤有機質對藍莓的作用土壤有機質可以改善土壤環境，增強土壤透氣性，促進植物根系伸長發育，防止水土流失，是決定藍莓植株長勢的一個重要因素．土壤有機質含量不能低于3%［8］，否則會使土壤的透氣性降低，影響藍莓植株對礦質元素的吸收，生長發育不良．目前，測定土壤中有機質的方法主要有CO2測定法、化學氧化法和灼燒法［33］，根據實際情況選擇合適的方法測定藍莓土壤中有機質，保證藍莓正常生長．土壤有機質是有機物分解和積累的平衡結果，可以分為溶解性有機碳和活性有機質．Kalbitz認為土壤中溶解性有機碳的主要來源是腐殖質［34］，活性有機質主要指土壤中的微生物．
3．2土壤中有機碳的影響腐殖土中含有大量的由動植物殘體經自然分解氧化產生的物質，稱之為腐殖質．研究發現，腐殖質在缺氧的環境下可以作為氧化劑，直接參與生態系統的碳循環過程，使土壤中有機質含量升高［35］，利于藍莓生長發育．腐殖質通過呼吸作用還能降低土壤中重金屬污染，對土壤的改良具有重要意義．將水稻秸稈、玉米秸稈或鋸末粉碎后覆蓋于植株壟面，可以提高藍莓植株菌根侵染率［36］，促進藍莓生長，同時保持土壤溫度和濕度，同時可以控制雜草生長．試驗表明覆蓋秸稈增加有機質的效果較明顯，適合藍莓種植［37］．秸稈使土壤脲酶、堿性磷酸酶、脫氫酶和轉化酶活性增強，土壤中微生物增多，大大提高了土壤的質量［38］．Tisdale發現，秸稈在土壤中會消耗氮素［39］，如果秸稈使用過量而且沒有施加氮肥，會導致藍莓生長緩慢，產量降低［40］．土壤覆蓋白三葉更夠增加有機質量，還防止土壤板結，對雜草有一定的防除效果［41］．在藍莓種植時，土壤中混入適量具有生物活性的苔蘚等，可以有效提高菌根侵染率，進而提高藍莓產量［42］．生物炭可以提高土壤中有機質含量，土壤中的微生物可以將生物炭轉化為腐殖質碳，提高土壤中有機質的含量［43］，促進土壤中物質循環，提高土壤養分．但生物炭呈堿性，在栽培藍莓時應該全面考慮各種相關因素適量加入．混交林中土壤有機質含量比純林的有機質含量高［44］，這就表明，混交林內土壤肥力較高，適合種植藍莓．在生產實踐中，盡量選擇植被種類豐富的地區，荒地或改造地栽植藍莓．
3．3土壤中微生物的影響土壤中的微生物是土壤中最活躍的部分，在腐殖質的形成過程中起著重要的作用．土壤中的微生物主要有細菌、放線菌和真菌，微生物含量越多，土壤生物活性越高，土壤肥力越高．根際土壤微生物對藍莓植株的生長具有重要作用，可以促進根的生長，影響根系對土壤營養的分解、轉化，進而影響植物對土壤中營養的吸收和利用，同時也影響著土壤有機質含量［45］．應用BIOLOG技術分析藍莓土壤中微生物的碳代謝特點，發現種植藍莓提高了微生物的碳代謝強度［46］．栽培藍莓的土壤中微生物的種類和總量都比非栽培區高［45］，表明根際微生物影響著土壤微生物的群落結構，同時影響著藍莓的生長發育．藍莓菌根促進根系對營養物質和水的吸收，提高藍莓對土壤中含氮、磷有機物的利用率，同時可以增強藍莓抗性，藍莓在種植過程中沒有接種菌根，就會生長不良．肖軍將長白山野生藍莓新鮮根系中的真菌分離出，接種到藍莓苗，明顯促進了藍莓苗的生長［47］．在引種栽培時應根據實際情況接種菌根．
4土壤施肥對藍莓的影響
4．1化學肥料土壤中施加肥料可以促進藍莓生長使果實飽滿豐產，果實含糖量升高，明顯促進藍莓葉片的光合作用［48］．藍莓根系對施肥反應敏感，能吸收銨態氮，不易吸收硝態氮，同時，含磷肥和含鉀肥可以使土壤中微生物數量增多，鈉離子和氯離子對根系有毒害作用，因此在施肥時應避免兩種有害離子的存在．施肥時適宜用(NH4)2SO4或K2SO4，而不用NaNO3．當土壤pH值在5．0以下時，施加尿素可以產生銨態氮，有利于藍莓對會費的吸收，當pH值在5．0時，常施加硫酸銨，在施肥的過程中同時控制土壤的酸堿度［49］．在藍莓生長的過程中Fe是至關重要的微量元素，缺乏Fe會直接導致植株出現缺鐵失綠的現象，主要表現為葉脈以及葉脈間失綠．當土壤pH值過高時，土壤中的Fe會與有機質形成絡合物，導致鐵離子不能被吸收，高pH還會使Ca離子迅速積累，導致Ca誘發性缺Fe失綠癥［50］．有研究表明，在改良藍莓種植土壤中使用硫酸亞鐵，不僅會降低土壤的pH直至達到適宜藍莓生長的程度，還可以補充Fe．農業上廣泛使用普通復合肥和緩釋復合肥，研究表明，緩釋復合肥較化肥和普通復合肥增加酸性土壤PLFA(土壤微生物林芝脂肪酸)種類和含量［51］．施加有機肥和有機肥配施化肥較單施化肥明顯增加土壤有機質［52］．研究表明，水肥耦合可以提高藍莓產量及果實可溶性糖，對果實單果重無影響，提高了水肥的利用率，節約資源［53］．
4．2生物有機肥利用動植物殘體加工除去其中的有毒物質制成的生物有機肥同樣可以增加土壤有機質，其含有大量的有機酸及營養元素，為藍莓植株提供全面的營養．生物有機肥可以顯著增加藍莓土壤的含水量，降低根區土壤pH值［54］，確保藍莓的高產優質．有機肥廉價易獲得，對土壤的改良效果明顯并且肥效長．將藍莓根際促生細菌與生物肥相結合進行可以明顯提高土壤質量［55］．主要成分為紡錘芽孢桿菌的生物有機肥可以有效提高藍莓光合速率，提高果實品質［56］．沼渣中也含有大量的有機物，研究表明，土壤中加入沼渣肥可以使土壤中真菌、細菌等微生物的含量增多，土壤中氮、磷元素含量升高［57］，增強土壤肥力．沼渣同時還可以提高土壤的保水能力．在施肥時，應注意添加肥料的量．施肥過少，會使植株發育不良產量低;施肥量過多，會出現肥害現象，抑制植株生長甚至死亡．藍莓的根系由于沒有根毛吸收能力較弱，并且均集中于樹冠投影外緣，施肥時應該在根系集中的部位．藍莓根系分布較淺，因此施肥時應該根據根的深淺來選擇施肥深度．
5土壤的溫度、濕度、疏松度及其他因素的影響
藍莓在一年中有生長期和休眠期，土壤需要滿足低溫的條件才能夠順利的通過休眠．一般溫度在7℃以下持續一定時間即可完成休眠，如果低溫條件無法滿足，植株的生長發育就會受到影響［58］．在種植幼苗時，根的栽培深度會對植株的長勢有影響．栽植過深，土壤溫度過低，導致根系生長不良，植株生長緩慢．過深的土壤透氣性差，影響根的呼吸［59］．藍莓根喜濕，對土壤中水分含量變化非常敏感，土壤中水長期過多，土壤中氧氣含量不足，影響根的呼吸，使植株生長發育不良甚至爛根枯萎．在雨水較多的地區通常采用高畦栽培方式，并且要及時排水，在雨水較少地區采用低畦栽培，這樣保證了藍莓根系的正常生長．［56］加以適當的灌溉可以更好的改善土壤的濕度，可以選用滴灌、噴灌和溝灌等方法進行灌溉，灌溉次數由土質決定，沙質土壤保水能力差，應適當增加灌溉次數，確保土壤中水分充足．［57］有條件的栽培者可以應用肥水同灌技術，將施肥與灌溉結合為一體［60］．藍莓果樹根的獨特性在于根毛少，多為細絲狀互相纏繞在一起，根系分布較淺．疏松的土壤中氧氣充足，可以促進植物根的有氧呼吸，使植物充分吸收土壤中的礦質元素．在栽培藍莓時，一般選用透氣度較好的沙質酸性土壤以保證藍莓根的呼吸．在處理雜草時可以采用土壤覆蓋的方法，雜草作為有機肥可以增加土壤有機質含量，也可以在土壤表面覆蓋一層塑料膜，但其對環境有污染．
6對藍莓產業的展望
藍莓種植產業逐漸由發達國家發展到發展中國家，國際上對藍莓的需求量日益增加．我國在栽培藍莓方面的研究已取得一定成果，目前，我國生產的藍莓大部分出口，國內的藍莓市場價格過高，導致銷量過低．我國政府應加大力度發展藍莓產業，充分利用我國的自然優勢，做好引種、育種工作，提高藍莓的產量和質量．我國藍莓產業具有很大的發展潛力．
作者：周曉梅 湯珍妮 白鶴 李靜 莫蘭月 單位：吉林師范大學