藍莓新梢溫室扦插育苗主要環境因子調控研究

摘 要：為解決藍莓繁育困難問題，選配改進后的現代溫控儀表和適宜的濕度、光照監測儀表，研制了藍莓扦插育苗專用的時序噴淋控制器，連續2年用于藍莓新梢溫室扦插育苗環境控制，取得預期效果。插后90天，藍莓新梢插穗生根率高于9600%，每株平均生根數多于691條，插穗死亡率低于400%，新苗壯苗率大于9390%，與傳統的藍莓枝條扦插和組培繁育相比，育苗周期和成本顯著降低。

關鍵詞：藍莓；溫室繁育；新梢扦插；環境因子；測控儀表

中圖分類號：S663.904+.3 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）11-0042-05

溫度、濕度和光照強度是藍莓（Vaccinium corymbosum L）新梢溫室扦插育苗的主要環境因子，這3種因子的調控精度和范圍，對育苗成活率和新苗質量具有關鍵作用[1～4]。目前國內藍莓繁育，主要靠露地扦插、保護地扦插、組織培養3種方式[5～7]。藍莓新梢溫室扦插育苗，是保護地扦插育苗常用的一種[8]，因其育苗周期、操作難度和成本均低于組培育苗[9]，而成活率又顯著高于露地扦插[10]，所以這種繁育方式發展迅速，全國各地出現了多種類型的藍莓扦插育苗溫室。但由于受技術水平、設施育苗經驗和經濟基礎等條件限制，對溫室育苗環境主要因子的監測，仍普遍沿用傳統的水銀柱、煤油柱和機械感應式等檢測儀表[11]。這類儀器反應速度慢，功能單一，使用過程需頻繁進入溫室內查看檢測點數值，對不同高度、不同位置易造成檢測值差異以及在風雨天氣很難及時檢測到環境因子準確數據，造成插穗生根難、育苗成活率低、新苗質量差的后果[12]。而先進的現代測控儀表，功能靈敏，檢測速度快，經合理選配或改進后，可實現對主要育苗環境因子的多點遙測、遙控及可遠距離觀察的LED檢測值顯示[13]，有利于對育苗環境不同高度、不同位置的溫度、濕度等環境因子場的高精度寬范圍調控。為此，本試驗應用現代測控技術連續兩年進行調控育苗環境研究，選配了改進的現代溫控儀表和適宜的濕度、光照監測儀表，研制了配套的時序噴淋控制器，用于藍莓新梢溫室扦插育苗環境控制，達到了提高育苗成活率和新苗質量，降低育苗成本的目的。

1 材料與方法

11 試材及扦插管理

試驗設在山東省果樹研究所藍莓繁育試驗基地（山東省泰安市夏張鎮），2010、2011年均在3個相同的育苗溫室內對3個藍莓品種進行扦插育苗重復試驗，每個溫室扦插1個品種，每個品種扦插8萬株，品種分別為北高叢藍莓喜來（Sierra）、南高叢藍莓夏普藍（Sharpblue）和半高叢藍莓品種北陸（Northland）。 每年5月5日扦插，8月5日起苗，插穗選取上年育成的健壯新苗，剪取半木質化頂端新梢10～15 cm為插穗，去除基部3～5 cm區段內的葉片，插穗基部剪成光滑斜面，扦插前用1 000 mg/L吲哚丁酸（IBA）處理插穗基部30 s，處理后插穗垂直插入基質為苔蘚的育苗穴盤中，扦插完成后，根據小拱棚內的環境因子檢測數據，手動設定間歇噴淋控制器的噴淋和間歇時間，同時調節遮陽面積、棚膜縫隙及噴水形狀，使小拱棚內溫濕度參數盡快達到指標要求。插后1周內是插穗的適應期，溫濕度及光照都不宜太高，1周后要求高溫高濕環境，且波動幅度要小，25天插穗生根后溫濕度下限值可適當下調，波動范圍可適當增加，育苗期內基質含水量控制在17%～21%范圍內，每周進行1次殺菌劑處理，扦插后不同時期3種環境因子調控范圍及平均檢測值如表1所示，插后85天3個藍莓品種的插穗新苗及根系生長情況見圖1。

表1 扦插后不同時期3種環境因子 調控范圍及平均檢測值

12 育苗溫室結構與測控儀表配置

溫室結構是根據藍莓嫩梢扦插育苗的特點設計的，其組成與結構如圖2所示。磚墻厚50 cm，弧形鋼管支架上下端分別固定在墻體和地面上，鋼管橫梁固定在鋼管支架上，鋼管橫梁外覆塑料薄膜、遮陽網和保溫棉被。溫室沿東西方向建成，其長、寬、頂高尺寸分別為50、7、3 m，磚墻壘在北端，墻體頂部固定有15 kW電動卷簾機，該卷簾機的卷軸分別卷接外遮陽網和保溫棉被的上端。在外覆塑料薄膜頂部距墻體50 cm和距地面35 cm處沿鋼管橫梁方向設有兩個與溫室長度相同、寬度可調的換氣縫隙。溫室內的頂部中間位置沿東西方向每5 m設有一個1 kW 熱光燈，可調噴頭連通在溫室主水管下方，距小拱棚頂部垂直高度50 cm，沿東西方向每2 m設1個。小拱棚建在溫室內，東西走向，其長、寬、頂高尺寸分別為47、2、07 m，小拱棚由拱形支架及搭接在支架上的塑料薄膜和遮陽網組成，內塑料薄膜與地面的連接處，設置成兩處寬度可調的換氣縫隙，縫隙長度與

1：電動卷簾機；2：保溫棉被；3：溫室遮陽網；4：溫室塑料薄膜；5：鋼管橫梁；6：鋼管支架；7：小拱棚遮陽網；8：小拱棚塑料薄膜；9：小拱棚支架；10：生根穴盤；11：漏水沙床；12：磚墻；13：熱光燈；14：主水管固定鋼筋；15、16、17：主水管；18、19、20：可調噴霧頭；P1、P2、P3：3個相同的小拱棚結構。

圖2 育苗溫室結構與測控儀表配置

小拱棚長度相同，每個小拱棚內設有均勻分布的生根穴盤，以及相應的測控儀表的溫濕度探頭，生根穴盤的底部設有漏水沙床。設于小拱棚內的主水管固定在生根穴盤的上方，可調噴頭距穴盤垂直高度40 cm，沿東西方向每15 m設1個。

本試驗選配3種現代測控儀表與時序噴淋控制器等執行器件組合，分別完成對育苗環境溫度、濕度、光照3種主要因子的監測。選用儀表分別為數顯溫度調節儀、 數顯濕度調節儀和數顯照度計，其中溫度調節儀因溫度漂移參數達不到要求而自行進行了電路改進[14]，時序噴淋控制器[15、16]系根據需要自行研制。

13 育苗環境因子調控方法

對溫室育苗環境主要環境因子的調控，主要通過現代測控儀表監測和人工操作調控的方法完成。育苗環境是指溫室內相對獨立的局部環境，一個檢測點只能檢測某一點的環境因子值，而溫室內不同高度和位置的檢測值存在較大差異，靠單點監測，無法完成對育苗環境的準確調控。為此，本試驗應用現代測控儀表，通過對育苗環境不同位置的多點監測和數據分析，根據育苗環境不同位置形成的因子場分布和變化規律進行調控，實現了對育苗環境主要因子的寬范圍、高精度動態調控，其調控方法如圖3所示。主要經溫室育苗環境監測、溫室外層一級調控、環境因子檢驗、小拱棚內育苗環境二級調控、小拱棚內扦插育苗適宜環境五部分完成。

圖3 藍莓新梢溫室扦插育苗主要環境因子調控方法

溫室內溫度和光照強度的一級調控由人工根據監測數據調節卷簾機、遮陽網、時序噴淋、熱光燈、外層膜縫隙等設施的工作狀態來完成。濕度調控由自行研制時序噴淋裝置自動完成，噴淋時間可在1～99 s內任意設定，間歇時間可在1～99 min內任意設定。當一級調控使溫室內各項因子指標達到設定要求時，由人工將小拱棚膜縫隙調整到最大，使小拱棚內各項因子指標與溫室內一致；當一級調控不能使溫室內各項因子指標達到設定要求時，再由小拱棚進行二級調控，小拱棚內溫度和光照強度的二級調控由人工根據監測數據調節小拱棚遮陽網、熱光燈、小拱棚膜縫隙等設施的工作狀態來完成，濕度調控仍由自行研制的時序噴淋器自動完成。經小拱棚二級調控，使小拱棚內主要環境指標都能適宜藍莓嫩梢扦插育苗要求。

2 主要環境因子的調控

21 溫度調控

育苗環境溫度包括氣溫和育苗基質溫度，氣溫調控主要由人工操控的電動卷簾機、熱光燈、保溫棉被、遮陽網、棚膜縫隙等裝置完成，氣溫檢測由設置在棚外的溫度測控儀表完成，其測溫探頭采用具有防水功能的PT-100型熱敏電阻，固定于溫室內具有溫度代表性的位置。白天，當外界氣溫高于溫室且溫室氣溫需調高時，電動卷簾機把保溫棉被卷到最小，同時，調節溫室塑膜縫隙，增加溫室內外空氣交換量，縮小溫室遮陽面積，如遮陽面積降到最小后還需升溫，則減少溫室內小拱棚上遮陽面積，如小拱棚遮陽面積達到最小后仍需升溫，則需關閉小拱棚塑膜縫隙，開啟熱光燈加溫。根據國內氣候條件，經過這三級升溫措施，可以在一年四季都滿足藍莓新梢扦插生根對高溫的需求。同理，當需降低育苗環境氣溫時，通過增加遮陽面積和調節塑膜縫隙完成。當溫室和小拱棚全被遮陽網遮蔽后仍需降溫，則開啟溫室主水管，通過可調噴頭向小拱棚噴淋井水，利用較低的水溫，降低小拱棚內溫度。當需要保溫或夜間調節溫度時，也是通過調控以上裝置完成。該調控方式可在育苗期內把小拱棚溫度，動態控制在藍莓嫩梢扦插育苗適宜溫度20～35℃以內。

穴盤內育苗基質的溫度調控，主要靠調整噴淋時間、噴水量及氣溫完成，需增加基質溫度時，除增加或保持棚溫外，還要在保證濕度的前提下減少噴水時間，使基質內漏過的水量減小，基質溫度回升。反之，增加噴水時間，使基質溫度下降。該研究使用的育苗基質是苔蘚，其溫度明顯受漏過的水量大小和氣溫控制，該調控方式可在育苗期內把育苗基質溫度，動態控制在藍莓嫩梢扦插育苗適宜溫度18～32℃以內。

22 濕度調控

育苗環境濕度調控以測控儀表檢測值為依據，當溫室溫濕度等指標全部符合要求時，由人工操作將小拱棚塑膜縫隙調節到最大即可。當濕度指標達不到要求時，小拱棚內的濕度調控，由自行研制的時序噴淋控制器控制水泵、噴頭等裝置自動完成。調控過程主要由小拱棚濕度檢測、小拱棚塑膜縫隙、噴淋時間時序控制、執行設備、可調噴頭和育苗環境濕度6個單元部分組成。圖4是其工作原理框圖。

圖4 時序噴淋控制裝置濕度調控過程工作原理

噴淋時由時序控制單元、控制執行設備和可調噴頭控制對生根穴盤噴淋。噴淋時間可通過時序噴淋控制器的機械式撥碼器在1～99 s內任意設定，間歇時間可通過時序噴淋控制器的另一機械式撥碼器在1～99 min內任意設定，噴淋和間歇時間自動循環運行；噴淋形狀可通過可調噴頭手動調節，可以是霧狀、點狀和細絲狀。可通過增加工作時間或減少循環時間，也可通過增加噴淋時間或減少間隔時間來加大小拱棚濕度。同理，可通過減少工作時間或增加循環時間，也可通過減少噴淋時間或增加間隔時間降低小拱棚濕度，該調控方式可在育苗期內把小拱棚濕度，動態控制在藍莓嫩梢扦插育苗適宜相對濕度70%～99%以內。

23 光照調控

育苗環境光強度調控主要通過調節溫室和小拱棚遮陽網遮蓋面積和改變熱光燈光照時間實現，需增加光強時，可減小遮陽面積或利用熱光燈補光。反之增加遮陽面積，關閉減少熱光燈工作時間。光強度調控也會影響溫室及小拱棚溫度，所以在調控過程要結合當時光溫相互影響規律，共同調控。

3 結果與分析

3個溫室所育3個品種的藍莓新苗，普遍根系發達，長勢旺盛，插后90天起苗，起苗前在每個溫室內的多個位置隨機抽取300棵插穗苗，調查其生根率等參數，調查結果基本一致（見表2），2011年試驗結果的主要參數略好于2010年，可能與育苗期管理和操作經驗有關。育苗成活率高的原因，可能與育苗期內溫濕度動態調控精度高有關。本試驗利用大小拱棚二次調節溫度參數，加上熱光燈的補償作用，使扦插1周后的育苗環境溫度穩定在上限點附近，波動范圍很小，適當的高溫加上穩定的高濕度，有力促進了插穗的生根效率。采用自行研制的噴淋時序控制器自動調控濕度，使扦插1周后的育苗環境相對濕度穩定在98%左右，噴淋和間歇時間的控制精度，遠高于人工操作控制[17]，扦插初期的高溫高濕環境可能是促進插穗快速生根，從而使新苗健壯的主要原因。另外，插穗生根后溫濕度下限控制范圍逐漸增加，使育苗環境溫濕度都相對降低，溫度下降減少了葉片的蒸騰速率，使葉片保持翠綠，光合作用旺盛，濕度降低有利于育苗過程的病害預防，這兩點也是新苗健壯的重要原因。

4 結論

4.1 應用現代測控儀表及配套的專業執行器件，監測和調控藍莓新梢溫室扦插育苗主要環境因子，調控精度遠高于采用傳統的老式儀表和執行器件，勞動強度顯著降低，兩年三品種扦插育苗成活率均在93%以上，與傳統的果樹扦插及組培繁育相比，育苗周期和成本顯著降低。

4.2 本試驗形成的新梢扦插育苗環境控制技術，對其它品種的藍莓扦插育苗具有重要參考價值。

4.3 對現代測控儀表的選配、改進及研制專業性執行器件的技術水平還有待進一步提高。

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