酸性配方基質在設施地栽培藍莓中的應用研究

于志民 孫 磊

（1 東北農業大學資源與環境學院 哈爾濱 150030 2 黑龍江省科學院自然與生態研究所 哈爾濱 150040）

藍莓(Blueberry)屬杜鵑科(Ericaceae)越桔屬(Vaccinium)植物，分布在熱帶、亞熱帶、溫帶等地區。藍莓果實風味獨特，營養豐富，被譽為“漿果之王”，含有豐富的維生素、礦物質和抗氧化物物質，果實中所含的花色苷、兒茶酸等，有防治高血壓、疏通毛細血管和緩解視力疲勞的作用[1]。

藍莓根毛少，淺根性，根群的分布在淺層土壤中，適合生長于pH4.5～5.5土壤中，同時要求有機質含量高[2]。因其生長需要的土壤條件苛刻，我國除少數地區外[3]，其他地區的土壤栽培藍莓，尤其是人工栽培藍莓必須經過特殊的改良措施。國內外對人工栽培藍莓的土壤改良基質方面進行了大量研究[4～14]，結果證明，可通過施用硫磺粉和草炭、松針等有機物，來滿足藍莓的生長要求。

本研究以木醋液、園土、松樹皮和草炭為原料形成的酸性栽培基質，與對照栽培基質進行設施地藍莓栽培應用研究，通過對藍莓營養生長、果實產量和品質、抗病性指標的比較分析，篩選最佳的設施藍莓栽培基質。將木醋液、松樹皮進行酸性基質開發應用，不僅使農林廢棄物資源得到有效利用，還可替代部分草炭資源，保護生態環境。

1 材料與方法

1.1 供試材料

秸稈木醋液：采自黑龍江省肇東市小康村玉米秸稈精制木醋液。

松樹皮：采自黑龍江省五常林業局背蔭河林場干松樹皮，松樹皮在應用前進行了預處理：用5%乙醇溶液在溫度60 ℃，固液比1∶10，浸提18 h條件下對松樹皮進行浸提，以去除其中含量高的單寧、酚酸和樹脂物質，這類物質含量高對植物有毒害和抑制作用。

草炭：采自黑龍江省五常市蛤蜊河村(表1、表2)。

脲、磷酸氫二銨、硫酸亞鐵：購于哈爾濱市金盛經濟貿易有限公司(工業級)。

藍莓：品名，北陸(Northland)，黑龍江省科學院自然與生態所溫室區栽植。

表1 基質原料的化學性狀Tab.1 Chemical properties of raw materials

表2 基質原料的物理性狀Tab.2 Physical properties of raw materials

1.2 測定項目與方法

藍莓植株的高度、冠幅、基生枝長、延長枝長：常規測量法；

營養測定：氮、磷、鉀及有機質采用土壤農業化學常規分析方法，pH值采用飽和浸提法[15]；

飽和含水量：環刀法；

水分截留量：參照改進李謙盛法[16]；

藍莓病害：觀察統計法；

藍莓產量：常規稱量法；

藍莓果實中總糖含量的測定：直接滴定法；

藍莓果實中總酸含量的測定：酸堿滴定指示劑法；

藍莓果實中花色苷含量的測定：pH示差法。

1.3 試驗設計

試驗設5個處理(表3)，基質理化性狀見表4、表5。

表3 試驗方案設計表Tab.3 Experimental design

表4 栽培基質的化學性狀Tab.4 Chemical properties of the cultural substrates

表5 栽培基質的物理性狀Tab.5 Physical properties of the cultural substrates

于2011年4月開始，每處理設兩壟，3次重復，其他管理措施相同；于2011年5月開始跟蹤測定，2011年10月結束，2012年4～9月進行相同校正試驗。

2 結果與分析

2.1 不同基質對設施地栽培藍莓營養生長的影響

不同基質對設施地栽培北陸藍莓形態形狀影響見表6。試驗表明：北陸的株高最高為MW2，平均株高為81.51 cm，其次為MP，株高81.38 cm差異不顯著，但二者與其他基質處理達差異極顯著水平；MW3好于MW1，并達差異極顯著水平，各基質處理與CK均達差異極顯著水平；通過對北陸冠幅生長量分析來看，株高和冠幅一般呈正相關的，MW2冠幅最寬為137.56 cm，其他基質的冠幅順序為：MP>MW3>MW1，各基質處理間差異均達到顯著水平。基生枝長、延生枝長來看，MW3、MP、MW2較好，并無規律可循，這可能與設施地藍莓進行過剪枝處理有關。而從成活率分析看，除CK外，其他處理北陸植株成活率均比較高，達到100%。

表6 不同基質對設施地栽培北陸藍莓形態影響Tab.6 Effects of different substrates on growth of Northland blueberry in greenhouse

測定結果顯示：不同基質處理的植株的百葉干重與CK處理均達差異極顯著水平。其中MW2最好，百葉干重8.899 g，MP次之，為8.829 g，其他處理分別為：MW3為8.677 g、MW1為7.204 g、CK5.952 g；從葉面積上看，葉面積最大為MW3，其次為MW2和MP，各基質處理間及各基質與CK均達差異顯著水平，葉面積大小順序如下：MW3>MW2>MP>MW1>CK(表7)。從設施地栽培營養學指標分析可知，MW2、MP基質處理藍莓植株長勢較好。

表7 不同基質對設施地栽培北陸的百葉干重和葉面積影響Tab.7 Effects of different substrates on dry weight and leaf area of Northland blueberry in greenhouse

2.2 設施地栽培藍莓不同基質的物理性狀變化研究

試驗結果表明，基質容重呈上升趨勢，MW1從0.635 g/cm3升至0.701 g/cm3，MW2從0.521 g/cm3升至0.588 g/cm3，MW3從0.557 g/cm3升至0.603 g/cm3，MP從0.51 g/cm3升至0.538 g/cm3，CK從1.18 g/cm3升至1.31 g/cm3，從上升幅度來看CK＞MW1＞MW3＞MP＞MW2，這可能是因為隨著藍莓種植時間的增加，基質中松樹皮、草炭物質緩慢分解、消耗也較為明顯，導致基質結構會發生變化。對總孔隙度的影響也呈不同程度的下降趨勢，因其基質物質不同而有所差別。下降幅度最大為CK，為10.71%，MW1、MW2、MW3、MP分別為7.7%、4.34%、5.55%、2.35%，與CK均達到顯著差異水平；其中MW2、MW3、MP降幅較小，MP降幅最小，并與MW2、MW3差異顯著。水分截流量總體呈下降趨勢，從測定結果可看出，MP試驗前3個月呈上升趨勢，然后又平緩下降；其他處理均呈下降趨勢，其中CK下降速度較快，降幅最小的為MP其次為MW3、MW2 和MW1。飽和含水量也呈下降趨勢，CK、MP、MW1、MW2、MW3降幅分別為12.4%、9.95%、24.9%、11.73%、12.53%。由此可見，MW1基質持水性能最差，其次為MW3和CK，持水能力最強為MP，其次為MW2。從以上分析可以看出，對于設施地栽培藍莓來說，MW2、MW3、MP3個基質物理性狀較好(表8)。

表8 設施地栽培藍莓不同基質的物理性狀Tab.8 Physical properties of different substrates in greenhouse

表8 續

2.3 設施地栽培藍莓不同基質的化學性狀變化研究

2.3.1 設施地栽培藍莓不同基質的pH變化研究

pH值是基質化學性質中最有代表性的量度之一[17]，直接影響植物對基質中養分的吸收。如圖1所示，各基質在栽培過程中，其pH值均隨時間延長而呈持續上升趨勢，MW3、MP在整個試驗周期內，pH值變化幅度最為平緩，MW2變化幅度次之。MW1處在試驗初期pH值上升幅度較大，由4.62上升為5.06，從7月5日開始，pH值呈緩慢上升趨勢，上升幅度不大，基本穩定在5.6左右。從總體上看，MW1、MW2、MW3和MP的pH值均在8月15日上升平緩，在9月15日基本趨于穩定。而CK的pH在試驗過程中，呈下降趨勢，下降幅度較大，這與其施入的硫粉慢慢釋放有關。

圖1 設施地栽培藍莓不同基質pH變化趨勢圖Fig.1 The pH changes of different substrates in greenhouse

2.3.2 設施地藍莓不同基質的有機質變化研究

各基質在栽培過程中，其有機質均隨時間延長而呈持續下降趨勢，MW3、MP在整個試驗周期內，有機質變化趨勢最為平緩(圖2)。MW1處在種植初期有機質下降幅度較大，從7月15日開始，有機質呈緩慢下降趨勢，下降幅度不大。MW2、 MW3和MP的有機質均在8月15日下降平緩，在9月15日基本趨于穩定。在試驗過程中，MW1和對照有機質下降幅度較大，后期較其他基質降幅明顯。

圖2 設施地栽培藍莓不同基質有機質變化趨勢圖Fig.2 The organic matter changes of different substrates in greenhouse

2.3.3 設施地藍莓不同基質的堿解氮變化研究

試驗表明，各基質在栽培過程中，其堿解氮均隨時間延長而呈持續下降趨勢，MW3、MP在整個試驗周期內，堿解氮變化曲線最為平緩(圖3)。MW2變化幅度也相對平緩，MW1處在種植初期堿解氮下降幅度較大，由189.35 mg/kg下降為179.8 mg/kg，從7月15日開始，堿解氮呈緩慢上下降趨勢，下降幅度不大。各基質的堿解氮均在8月15日下降平緩，在9月15日基本趨于穩定。在試驗過程中，MW1和對照堿解氮下降幅度較大，與其他基質差異顯著。

圖3 設施地栽培藍莓不同基質堿解氮變化趨勢圖Fig.3 The alkaline hydrolysis N changes of different substrates in greenhouse

2.3.4 設施地藍莓不同基質的速效磷變化研究

結果表明，各基質在栽培過程中，其速效磷均隨時間延長而呈持續下降趨勢，MP、MW2在整個試驗周期內，速效磷變化曲線較為平緩(圖4)。

圖4 設施地栽培藍莓不同基質速效磷變化趨勢圖Fig.4 The available phosphorus changes of different substrates in greenhouse

由圖4可以看出，MW1處在種植初期速效磷下降幅度較大，由75.99 mg/kg下降至65.42 mg/kg，從7月15日開始，速效磷呈緩慢上下降趨勢，下降幅度不大。各基質的速效磷均在8月15日下降平緩，在9月15日基本趨于穩定。

2.3.5 設施地藍莓不同基質的速效鉀變化研究

試驗結果表明，各基質在栽培過程中，其速效鉀均隨時間延長而呈持續下降趨勢，MW3、MP在整個試驗周期內變化較小，見圖5。各基質的速效鉀在試驗前期下降幅度較快，在8月15日下降平緩，在9月15日基本趨于穩定。在試驗過程中，MW1和對照速效鉀下降幅度較大，變化幅度明顯。

圖5 不同基質對設施地栽培藍莓土壤速效鉀含量的影響Fig.5 The impacts of different substrates on content of soil available potassium in greenhouse

2.4 不同基質對設施地藍莓病害防治的研究

在藍莓栽培過程中易出現的蟲害有蛀干類天牛、“金龜子”的幼蟲(蠐螬)、食葉類刺蛾；病害體現在葉片失綠癥、葉枯病、僵果病等[18]。

試驗期間，藍莓葉枯病在6月中旬出現，隨著溫度的升高及基質因水熱條件而發生的變化而開始擴散，至7月中下旬達到病發高峰(圖6)。試驗期間各基質及CK均有枯葉病發生，隨著時間有上升趨勢，在7月25日前均呈快速擴散勢頭，從8月起出現分化，CK仍然有擴散蔓延趨勢，而各處理都出現不同程度的下降趨勢，這與各基質經過一段時間與土壤融合后發揮作用是分不開的。總的來看，MW2、MP抗病性較好，然后是MW3和MW1，最差的是CK。

圖6 不同基質對設施地藍莓病害的影響Fig.6 The impacts of different substrates on diseases of Northland blueberry in greenhouse

2.5 不同基質對設施地藍莓品質與產量的影響研究

衡量藍莓品質的指標主要有花色苷，藍莓口感主要由含糖量和糖酸比決定，而花色苷等對人類有極強的保健功效[19]。不同基質對藍莓品質的影響見表9。

表9 不同基質對藍莓品質的影響Tab.9 The impacts of different substrates on blueberry quality

藍莓的果實營養豐富，其果實總酸和總糖含量的多少及比例是衡量其口感的重要指標。由表9可見，應用不同基質栽培的北陸，其果實中總酸和總糖含量均有差異。各處理總糖含量均高于對照，且達到顯著水平，MP、MW2和MW3之間差異不顯著。總酸含量以CK最高，與MW1差異不顯著，但與其他3種處理差異顯著。經計算各處理糖酸比在9.67～16.70之間，MP、MW2和MW3之間差異不顯著，但各處理均與對照差異顯著，以MW3糖酸比最高為16.70；然后是MW2，為15.59；MP次之，為14.26。口感味甜略酸，而對照則酸味較重。藍莓果實中糖酸比的大小依據不同加工目的和個人口感不同沒有固定的評判標準。但受藍莓品種、產地和栽培條件影響較大。如莊河北陸糖酸比為10.04，而農大北陸糖酸比則達23.26[20]。

藍莓中含有豐富的花色苷，花色苷具有重要的生理和保健特性已經為人們所認可。藍莓栽培土壤pH值對藍莓花色苷含量影響很大，當土壤pH值為4.5時，藍莓花色苷的含量最高。土壤酸性過高或過低花色苷的積累明顯減少，甚至會引起植株的死亡。原因為花色苷主要含有酮類化合物，在微酸性條件下酮類化合物中的羰基容易結合氫離子形成帶正電荷的羥基，從而有利于花色苷的合成[21]。土壤酸性過高，容易破壞藍莓根部，使其脫水傷害植物；土壤堿性過高，對花色苷的積累有抑制作用。當土壤pH值低于4.0時，就會造成重金屬元素的過量，而重金屬過量就會引起藍莓中毒，使藍莓生長不良甚至死亡；土壤pH值過高又常會造成藍莓的缺鐵失綠，也會引起藍莓生長不良，從而影響了藍莓果中花色苷的積累[22]。花色苷含量同樣依據藍莓品種及種植條件不同而有所差異，如圣云花色苷含量可達308.91±8.79 mg/100 g，美登224.56±6.50 mg/100 g，藍星139.31±3.40 mg/100 g[23]。

通過分析表9數據表明：不同處理對北陸果實中花色苷含量影響較大。各處理花色苷含量均高于CK，且達顯著水平。MP、MW2和MW3之間差異不顯著，但各處理與CK均差異顯著。MP花色苷含量最高，為145.01 mg/kg，依次為MW3和MW2，分別為134.01和130.98 mg/kg。MW1低于以上幾個處理，但也達123.67 mg/kg，遠遠高于CK的73.64 mg/kg。MP處理是草炭為主要栽培基質，土質疏松，養分含量高，是公認的優秀栽培基質，適合于杜鵑科須根系植物生長，有利于果實成熟度發育，果實的成熟度與其花色苷含量有密切關系，W.Kalt(1996)[24]研究表明，成熟果實的花色苷含量明顯高于未成熟果實，略高于過熟果實的花色苷含量。同時，營養不足，尤其是磷和氮不足，會引起許多植物物種花色苷的積累[25，26]。 MW2和MW3加入了木醋營養液，卻也有較高的花色苷含量，可能是由于營養物質促進北陸植株生長，株高、葉片面積等數值較大，增加植株整體蒸騰作用，有利于植株在盛夏季節降溫，同時大量的葉片也增加果實遮光度，有研究表明，低溫促進而高溫減少花色苷的合成[27，28]，另外，基質中樹皮碳含量較高，C∶N也是花色苷積累只要影響因素，當碳量遠高于氮含量，則有利于花色苷的積累[29]。

雖然有關環境因子對花色苷合成的影響方面很多機理尚不明確，但其研究日益深入，調控機制的研究也有進展，將對藍莓花色苷生成與積累，及其商品化發展有更多的理論基礎。通過各處理分析，MW2和MW3處理糖酸比高于MP，而花色苷略低于MP但差異不顯著，即這2種處理用于北陸栽培有助于提高果實品質。

北陸木醋營養基質產量指標分析見表10。

表10 北陸木醋營養基質產量指標分析Tab.10 The impact of Northland wood vinegar nutrient substrates on yield of blueberry

表10數據表明，各處理百粒重、盛果期的單株單次產量和單株一季總產量均高于CK，且差異顯著。從百粒重指標指標分析，MW3為93.06 g高于其他處理，但與MP和MW2差異不顯著，即這3種處理果實較大。單株單次產量、單株一季總產量與百粒重指標一致，表明這3種處理產果量高于其他處理。可見，MW2和MW3處理設施地栽培北陸與MP具有同樣效果，可增加果實產量和品質，果大味甜酸適口，可作為北陸栽培的營養基質。

3 結論

3.1 不同基質對藍莓的營養生長和理化性狀影響

首先從北陸營養學指標分析可知，MP、MW2基質處理藍莓植株長勢較好。其次，從物理指標進行分析，MW2、MW3、MP3個基質物理性狀較好。另外，對不同基質的化學指標進行分析，MW3和MP在試驗周期內變化趨勢平穩，適于基質栽培。綜合營養、物理、化學指標看，MW2、MP和MW3是栽培藍莓的合適基質。

3.1 不同基質對藍莓病害、品質、產量指標影響

對藍莓葉枯病的防治，MW2、MP抗病性較好，然后是MW3和MW1，最差的是CK。對藍莓果實品質分析表明，MP、MW2和MW3基質處理果實品質較好，但三者之間差異不顯著，但各處理與CK均差異顯著。從產量分析可知，各處理百粒重、盛果期的單株單次產量和單株一季總產量均高于CK，且差異顯著。

綜上所述，MW2和MW3兩種基質處理與MP基質處理差異不顯著，具有相同的試驗效果，既能促進藍莓植株生長，增強抗病性和改善理化性狀，又可增加果實產量和提高品質。綜合評價MW2略好于MP和MW3，MW2為最佳酸性栽培基質。

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