土壤環(huán)境對藍莓生長的影響及改善措施

譚鉞等

摘要： 藍莓是一種經濟價值高的新興果樹，近年來在我國迅速發(fā)展。藍莓生長對土壤條件要求苛刻，生產中常因土壤改良不到位導致樹體生長發(fā)育受阻，影響經濟效益。本文就影響藍莓生長的主要土壤環(huán)境因子及其影響機理進行綜述，并提出改善藍莓土壤環(huán)境的措施，為我國藍莓栽培中的土壤改良工作提供參考。

關鍵詞：藍莓；土壤環(huán)境因子；改善措施

中圖分類號：S663.906+.1文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2015）03-0080-05

Effects of Soil Environment on Blueberry Growth

and Its Improvement Measures

Tan Yue1， Wang Maosheng2， Lü Meng3， Wei Hairong1， Wang Jiawei1， Liu Qingzhong1*

（1.Shandong Institute of Pomology/Shandong Provincial Key Laboratory for Fruit Biotechnology Breeding， Taian 271000， China；

2.Wanghailou National Forestry Farm of Junan County， Junan 276600， China； 3.Qingdao Zoo， Qingdao 266003， China）

AbstractBlueberry is an emerging fruit tree with high economic value， and has developed rapidly in China in recent years. Due to its strict requirements for soil environment， growth inhibition caused by inadequate land amelioration occurred frequently in production and harmed economic benefits. In this paper， the main soil environment factors and their influencing mechanisms on blueberry growth were summarized， and some measures on soil environment improvement of blueberry orchards were put forward， which provided references for land amelioration in blueberry cultivation of China.

Key wordsBlueberry； Soil environment factor； Improvement measure

藍莓屬于杜鵑花科（Ericaceae）越桔屬（Vaccinium spp.），是一種經濟性狀優(yōu)良的多年生灌木型果樹。藍莓果實具有很高的營養(yǎng)價值和保健作用，近年來其栽培生產在中國發(fā)展迅速。與其他果樹相比，藍莓對土壤條件有著特殊的要求，適于生長在濕潤、有機質含量高、排灌良好的酸性土壤中。土壤條件不適宜是目前限制我國藍莓栽培生產的主要因素。本文就主要土壤環(huán)境因子對藍莓生長發(fā)育的影響和相應的土壤改良措施進行綜述，以期為藍莓生產中的土壤環(huán)境調控提供參考。

1藍莓根系特點及對土壤環(huán)境的要求

藍莓根系不發(fā)達，主要由直徑3 mm以下的纖維狀細根組成，主根不明顯，而且沒有根毛著生。同時，藍莓根系在土壤中的分布較淺，主要集中在0～20 cm土層內，20 cm以下根量隨深度增加而迅速減少[1]。這些因素決定了藍莓根系吸收功能弱、耐旱抗?jié)衬芰Σ睿枰杷?、濕潤、排水良好的土壤環(huán)境。藍莓的根系只有在酸性條件下才能對土壤中的Fe等礦質元素實現(xiàn)有效的吸收利用，因此，適宜藍莓生長的最佳土壤酸堿度范圍為pH 4.0～5.0[2，3]。此外，藍莓根系常有菌根真菌寄生[3，4]，野生藍莓的根系幾乎全部生有菌根，而栽培果園中相對較少。這些菌根真菌的菌絲在土壤中形成網絡結構，擴大了植株根系可以利用的土壤范圍，在一定程度上彌補了藍莓根系功能的缺陷[5]。

2主要土壤環(huán)境因子對藍莓生長發(fā)育的影響

2.1土壤酸堿度

藍莓生長最適宜土壤pH為4.0～5.0，土壤過酸或過堿都會影響干物質積累，阻礙植株的生長[6]。土壤pH過高常引起植株失綠，而pH過低則會發(fā)生葉緣焦枯等毒害癥狀[7]。土壤酸堿度對果實中花色素苷積累也會產生影響，當土壤pH在4.0～5.0范圍內時最有利于藍莓花色素苷的積累，而土壤過酸（pH<4.0）或過堿（pH>6.0）對花色素苷的積累都有抑制作用[8]。在實際栽培生產中，以土壤pH過高的現(xiàn)象較為常見，而pH過低的情況出現(xiàn)較少。

土壤酸堿度的變化首先影響到藍莓植株對土壤礦質元素的吸收利用。在較高的土壤pH下，藍莓植株難以對土壤中的Fe進行有效利用，從而導致缺鐵，這一度被認為是藍莓只適于在酸性土壤中生長的主要原因[9，10]。實際上，其他礦質元素和離子如Mn、Cu、NH+4等在土壤中的有效性也隨pH的升高而降低[6]，土壤pH過高同樣會引起這些元素的缺乏。Haynes等[6]發(fā)現(xiàn)土壤pH較高時，葉片中Fe、Mn、Al含量均減少。同時，藍莓還是一種嫌鈣植物，對鈣過量敏感，土壤pH升高時鈣的溶解度也增大，植株吸收過量的鈣，引起鈣毒害[2]。Haynes和Swift的試驗也證實pH升高時藍莓植株對鈣的吸收增加[6]。endprint

土壤pH過低容易傷害藍莓根系，使其對水分的吸收能力降低，引起缺水脅迫。強酸環(huán)境還能夠使土壤中重金屬元素溶解增加，引起植株重金屬毒害，以Mn毒害最為常見。土壤中速效磷含量也會隨pH降低而降低[11]，雖然藍莓能夠耐受低磷環(huán)境，但增施磷肥仍然可以有效促進生長[9]。

2.2土壤水分

藍莓根系主要是纖維狀細根，沒有根毛，因此總表面積小，吸收能力弱。此外，藍莓根系分布淺、分布區(qū)域小。這種組成和分布特點決定了它對土壤環(huán)境變化的適應能力有限，不僅無法在干旱時充分利用土壤表層和深層的水分，也無法有效抵御淹水造成的根域缺氧。

藍莓對水分虧缺反應敏感。高叢藍莓干旱發(fā)生后，葉片蒸騰速率會迅速下降，枝條的加粗生長和伸長生長也迅速停止[12]。果實發(fā)育期缺水會降低單果重，嚴重影響產量；花芽分化期缺水則影響花芽分化進程，導致第二年花量減少，結果量減少[12]。矮叢藍莓營養(yǎng)生長與生殖生長的平衡受水分條件的影響，水分供應不足的情況下，植株的養(yǎng)分分配偏重于營養(yǎng)生長，結果量減少，產量降低；水分充足時則偏重于生殖生長，產量增加[13]。干旱還能影響藍莓植株的光合作用，輕度干旱引起高叢藍莓葉片水勢升高，葉肉導度、氣孔導度降低，并導致CO2同化能力下降[14]。在輕度干旱的環(huán)境下，矮叢藍莓葉片的氣孔密度減小，氣孔導度降低，但葉綠素a和葉綠素b的含量均增加，光合速率沒有受到顯著影響[15]。不同藍莓種群的抗旱性不同，國內外的研究都發(fā)現(xiàn)南方種的抗旱性高于北方種，即兔眼藍莓高于高叢藍莓，高叢藍莓高于矮叢藍莓[16，17]。Freeman等[18]認為兔眼藍莓葉片氣孔周圍有角質層可能是其抗旱性較強的原因之一。

淹水最直接的作用是降低土壤透氣性，使植物根際氧濃度迅速降低，產生低氧或無氧環(huán)境。這種低氧環(huán)境是淹水對植物產生傷害的主要原因之一。低氧環(huán)境抑制根系有氧呼吸，使能量代謝從有氧模式向無氧模式轉變，進一步導致細胞內ATP供應不足、乳酸積累、細胞質酸化，引起細胞功能障礙甚至死亡，使根系功能受到嚴重破壞。淹水對根系的傷害會引起一系列的連鎖反應，包括礦質吸收、光合作用等，并最終影響到枝葉生長和果實發(fā)育。淹水后，藍莓枝條和根系生長量降低、葉面積降低、葉片數(shù)量減少[19]，碳同化速率降低[20～22]。Abbott等[23]還發(fā)現(xiàn)藍莓植株在遭受淹水危害后花芽發(fā)育延遲、果實發(fā)育受阻，果實大小和可溶性固形物含量均減小。此外，淹水也增加藍莓疫霉病的發(fā)生，引起根部腐爛、枝葉受損、樹體生長受阻等現(xiàn)象，發(fā)病的程度與淹水的頻率呈正比[24]。藍莓在不同的生長發(fā)育階段耐水淹能力差異很大，在休眠期可以耐受數(shù)十天中等強度的淹水脅迫，但在生長期短時間的淹水脅迫就可對植株產生明顯傷害[23～25]。

2.3土壤有機質

土壤有機質是土壤肥力的主要組成部分之一，具有降低土壤容重、增加土壤孔隙度、改善土壤結構和理化性質、增強土壤保水保肥能力的作用[26]。因此，對于根系功能弱、適應力差的藍莓，提高土壤有機質含量對于穩(wěn)定根域土壤的水肥環(huán)境、保證植株正常生長有著更為重要的意義。不同類型的藍莓對土壤有機質含量的要求存在差異，高叢藍莓對土壤有機質含量要求較高，兔眼藍莓的適應性相對較強，可以在黏土或沙土地上生長。矮叢藍莓多自然分布在有機質貧乏的高地土壤上，適應性也較強。趙珊珊等[27]認為，最適宜栽培藍莓的土壤有機質含量為8%～12%，而不進行改良時我國果園的土壤有機質含量平均不足1%，遠達不到這一水平。

許多研究已經證明，在我國的土壤條件下增加土壤有機質可以有效促進藍莓植株生長。通過向土壤摻入苔蘚、泥炭、鋸末等有機物料，可以提高藍莓園地的土壤含水量[28]、增加菌根侵染、提高根系活力[29]，而使用玉米秸稈可以增大葉面積、提高葉片質量、提高光合速率[27]。使用松針改良土壤對藍莓植株的生長也具有良好的促進作用[30]。于強波等[31]還發(fā)現(xiàn)，使用鋸末、草炭等有機物料進行覆蓋也能有效提高根系活力和菌根侵染率，并促進植株生長。但并不是所有的有機物料都適用于藍莓土壤。趙珊珊等[27]發(fā)現(xiàn)，使用大豆秸稈改良藍莓土壤減少了葉片中的P、K含量，但增加了Ca、Na含量，導致葉片生理功能減弱、光合速率下降。

2.4菌根真菌侵染

菌根可以擴大藍莓根系的吸收面積，提高對水分、營養(yǎng)的利用能力，從而促進植株生長，提高產量和果實品質。野生藍莓根部一般都有杜鵑花類菌根真菌寄生，人工栽植的藍莓菌根則相對較少。在美國北卡羅來納，野生藍莓群叢中菌根感染率達85%，而栽培果園中僅為1%～3%。因此，利用接種菌根真菌提高藍莓的根系功能有很大的應用潛力。

接種杜鵑花類菌根可以有效提高藍莓對礦質營養(yǎng)的吸收能力，從而促進植株生長和果實發(fā)育。試驗證明，接種菌根真菌能夠增強藍莓植株吸收硝態(tài)氮[32]和有機態(tài)氮[33]的能力，也能夠提高其吸收K[34]、S[35]等元素的能力。Maronek等[36]發(fā)現(xiàn)，對藍莓植株進行菌根接種能起到促進植株生長的良好作用[35，37]。Powell等[38]使用多個藍莓品種進行菌根接種試驗，結果顯示接種菌根真菌后各品種植株產量均顯著增加，增幅從11%到92%不等。袁軍[34]在試驗中也發(fā)現(xiàn)，經菌根真菌接種處理的藍莓植株其果實糖含量和蛋白質含量提高，果皮花青素含量也增加。

3藍莓園地土壤改良及管理措施

3.1土壤酸堿度調節(jié)

土壤pH過高是藍莓栽培中最常出現(xiàn)的問題，土壤pH高于5.5時即需進行調節(jié)。國內外普遍采用施用硫磺的方法來降低土壤pH。硫磺施入土壤后首先通過硫細菌作用氧化為硫酸酐，硫酸酐再轉化為硫酸，起到降低土壤pH的作用。硫磺的氧化、轉化過程較慢，施入土壤后數(shù)十天甚至幾個月才能顯現(xiàn)出效果，因此，一般需要在藍莓定植前半年到一年施入土壤，以保證及時發(fā)揮作用。硫磺對土壤pH的改良效果持久穩(wěn)定，施用后效果可維持3年以上。此外，硫酸亞鐵、硫酸鋁等酸性肥料可迅速降低土壤pH，但效果不持久，在藍莓植株受土壤pH過高危害時及時使用能夠緩解危害癥狀，保證植株正常生長，一般不作為土壤改良劑使用。endprint

土壤pH 低于4時也不利于藍莓生長，一般使用石灰提高土壤pH。石灰也需要在藍莓定植前一年使用，使用量根據(jù)土壤pH確定。在土壤pH為3.3時，每公頃使用石灰8 t可使pH提高到4.0以上[39]。

3.2園地防旱排澇

藍莓既不抗旱也不耐澇，需要穩(wěn)定、濕潤、通透性好的土壤環(huán)境。噴灌、滴灌、微噴灌等方式灌溉均勻，不破壞土壤結構，可保持穩(wěn)定濕潤的土壤環(huán)境，而且具有節(jié)水、省工等特點，特別適宜在藍莓栽培中應用。三種灌溉系統(tǒng)以滴灌系統(tǒng)成本最低，而且管理簡便，在我國的藍莓栽培中已經廣泛使用。另外，使用地膜、松針、鋸末、秸稈等進行地面覆蓋能夠減少土壤表層的水分蒸發(fā)，有利于維持濕潤的根基環(huán)境。

在多雨季節(jié)藍莓容易受到淹水危害，應注意及時排澇。地下水位較高的河灘地、低洼地，土壤透水性較差的偏黏土地，也應建立良好的防澇排水系統(tǒng)，以降低地下水位，防止?jié)澈ΑＩ降毓麍@可修筑梯田和排水溝，既能保持水土，又可及時排澇；平地果園則主要依靠修建排水溝進行排澇。對于灌溉后的多余水分和過量的降雨，可在地表挖淺排水溝進行排除。淺排水溝只適用于排除地表水，地下水位過高時需要挖深排水溝進行排水。

3.3增加有機質含量

土壤有機質可以改善土壤結構，疏松土壤，并提高土壤的保水保肥能力。藍莓栽培中常用的有機物料有草炭、苔蘚、鋸末、松樹皮、松針、秸稈以及有機肥等，一般在定植時摻入土壤。不同種類的有機物料使用效果不同，以草炭和苔蘚對藍莓生長的促進作用最為明顯。草炭不僅能夠疏松土壤、改善土壤結構，還能夠降低土壤pH，是藍莓栽培中最常用的有機物料。但草炭屬于不可再生資源，成本也較高，不符合農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。鋸末和粉碎的植物秸稈透氣性好，吸濕保水能力強，但C/N值過高，摻入土壤后影響植株對氮素的利用，需要摻入尿素或含氮量較高的動物糞便并充分腐熟后使用。鋸末、秸稈、松樹皮、松針等也常以地面覆蓋的形式使用，具有保持土壤水分、防止土壤流失、減少雜草等良好作用。

3.4菌根真菌接種

侵染藍莓根系菌根真菌屬于杜鵑花類菌根，其侵染率的高低與土壤的有機質含量、酸堿度、礦質營養(yǎng)等有密切關系[6]。與藍莓對土壤的要求相似，侵染藍莓根系的菌根真菌也需要酸性環(huán)境。Haynes等[6]發(fā)現(xiàn)，土壤pH值為4.5時菌根對藍莓根系的侵染率可達69%，而在pH為6.5時侵染率僅為4%。因此，進行菌根接種前，首先要使用硫磺等進行土壤改良，調節(jié)土壤至適宜的酸堿度。

菌根侵染效果受土壤有機質種類的影響很大。藍莓的栽培中最常用的有機物料是草炭，這種物料絡合能力強，能與許多金屬離子形成金屬絡合物，其中的各種土壤酶活性也較低，不利于菌根真菌對藍莓根系的侵染[6]。而玉米秸和苔蘚對菌根真菌的侵染有較好的促進作用[31]，可以有效提高菌根侵染率。因此，在使用草炭對藍莓園進行土壤改良時，最好摻入粉碎的適量玉米秸、苔蘚等，以促進菌根真菌對藍莓根系的侵染。

國外對藍莓菌根真菌的研究起步較早，已有成熟的菌根真菌產品，在新西蘭等國家，菌根接種已經成為藍莓生產中提高生產效率的一種重要手段。但國內相關領域的研究還不夠深入，菌根接種尚處在試驗階段，尚未形成成熟的理論體系和應用模式。借鑒國外先進的研究經驗，開發(fā)適宜我國栽培條件的藍莓菌根真菌及配套應用技術，對提高我國藍莓生產效率、促進產業(yè)發(fā)展將有重要意義。

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