土壤环境对蓝莓生长发育现状及展望范文

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摘要:蓝莓是经济价值较高的植物，国内外蓝莓产业发展迅速．蓝莓对土壤环境要求较高，种植时应综合考虑各种影响因素进行土壤改良，使蓝莓较好的生长，提高产量．本文从土壤酸碱度、土壤有机质、土壤微生物、土壤施肥及土壤温度和湿度五个方面综述了土壤环境对蓝莓的影响，并对我国蓝莓产业发展做出展望．

关键词:土壤;蓝莓;生态分布

蓝莓(VacciniumSpp)是杜鹃花科越橘属植物，属于常绿灌木．原产自北美，在地球上分布范围广泛，主要分布于北半球．蓝莓叶片中含大量的多酚类物质，果实中含有丰富的维生素和花青苷，具有改善视力缓解眼部疲劳、抗衰老、抗癌、保护毛细血管预防心脑血管疾病的功效．蓝莓可以直接食用，也可以加工成其他产品．蓝莓被联合国粮农组织称为人类五大健康食品之一［1］．蓝莓主要产自于北美和欧洲，自1992年至2001年，世界上蓝莓的总种植量呈大幅度增长趋势，截至2003年，北美地区总产量高达2.0×109kg［2］．到2006年，全球蓝莓种植面积达4万hm2，有近20个国家和地区栽培［3］．在1996年至2008年间，世界蓝莓总产量达4．8×109kg，美国蓝莓种植总面积扩大为3．5万hm2，年产量达3．0×109kg［4］．截至2008年，我国蓝莓种植总面积为0．2358万hm2，产量1．022×107kg［5］．到2010年，我国人工种植蓝莓面积约为300hm2［6］，至2011年，全国蓝莓种植总面积达到10000hm2［7］．

1我国蓝莓的种植情况

我国蓝莓主要分布在长白山、大兴安岭、小兴安岭，适宜生长范围较广．我国蓝莓培育比较欧美国家发展较晚，郝瑞在1979年对生长在长白山地区的野生蓝莓进行系统的调查［8］．李亚东于1983年率先在我国引入70多个蓝莓品种，并且开展了新品种的培育、产业化生产等工作［9］，为蓝莓在我国的种植发展奠定了基础．我国青岛、贵州等地相继进行引种栽培．1999年吉林农业大学在吉林省和辽宁省建立了总面积为200hm2的蓝莓产业基地［8］．青岛市在1999年从英国引种8个品种进行栽培试验，全市蓝莓种植面积在2010年就已经达到150hm2，成为国内最大的种植基地，主要的品种有蓝丰蓝莓和兔眼蓝莓［6］．贵州省为了发展特色农业，在2000年开始引种兔眼蓝莓，在六年内实现了全省大范围的栽培和生产［3］．湖南省于2008年引种蓝莓，截至2013年有3家大规模产业化企业的种植面积达35hm2，同时个体种植也在快速发展．但是栽培技术和管理技术均大量依靠外省经验，省内的技术水平有待提高［7］．宁波农科院在2009年引进了7个兔眼蓝莓品种，引种试验结果表明灿烂、顶峰、梯芙蓝和园蓝四个品种的果实质量较好适宜栽培［10］．2010年湖北省引进高丛蓝莓和兔眼蓝莓中的14个品种进行筛选种植，得出粉蓝和蓝丰适宜在当地种植发展．省内适宜土壤分布广，蓝莓产业发展迅速［11］．拉萨在2011年进行温室栽培蓝莓，2014年拉萨引种美登、北蓝等7个蓝莓品种进行室外栽培试验，经过三年的种植观察，7个蓝莓品种均生长良好，为蓝莓的大面积产业化种植奠定了良好的基础［12］．新疆阿勒泰等地区也进行了蓝莓的引种实验，但目前仍处于初步试验阶段，由于其土壤环境及气候问题并没有得到大面积种植［13］．我国蓝莓产业发展较快，但由于技术、经济较美国等国家落后，加之人们思想意识的局限性，使得蓝莓产业发展受限．东北地区有丰富的野生蓝莓资源，比如长白山区、大小兴安岭、完达山区的环境适宜蓝莓生长，但由于人们重视程度不够，大量的野生资源被浪费．因而，我国蓝莓产业的发展还可以在目前的水平上做出进一步的提高．加强人们的重视程度，充分利用我国特有的自然资源，深入研究蓝莓的栽培条件，如何更好地种栽培蓝莓是现阶段蓝莓种植产业应该关注的问题．

2土壤的酸碱度对蓝莓的影响

2．1蓝莓对土壤酸碱度的适应范围土壤的酸碱度是决定蓝莓能否在一定的环境下正常生长发育的重要条件．蓝莓起源于酸性的森林土壤．经过大量研究试验表明，蓝莓是喜酸性植物，在酸性土壤中才能健康生长．如果可以从基因层面上来筛选耐高pH值的蓝莓品种，那么人类就可以从根本上解决了pH值对蓝莓生长的胁迫问题［14］．不同地区的土壤的pH值差异较大，土壤中有机质的含量随pH值的升高而降低［15］．土壤的酸碱度不仅影响蓝莓植株的长势，同时对果实的营养成分也存在制约．土壤的pH值会影响蓝莓花色素苷的积累，土壤pH值过底或过高都会抑制花色素苷的积累［16］，降低蓝莓的食用价值．选择合适的土壤，进行适当地改良，才能使蓝莓的生长得到有效保障．不同种类的蓝莓幼苗最适宜的pH值不同，土壤的pH值对蓝莓的各项生理指标表现明显，有研究表明越桔生长要求的pH最低限为3．8［17］，pH最高限为5．5［18］．不同蓝莓品种对pH的适宜程度也不同，高丛蓝莓需要的土壤酸度最强．有研究表明，蓝莓生长所必需酸性土壤可能与在酸性条件对矿质元素的吸收以及酸性土壤条件下根系的活力有关［19］．艾朗和美登的最适pH值范围大体相同，为4．0～4．5，北空品种的适宜范围为4．0～5．0［20］．北村品种适宜范围在4．5～5．0［21］．超出最适pH范围会使蓝莓组培苗的生长受到抑制，pH过高会促进植株分枝，但叶片发育不良［22］．土壤酸碱度影响蓝莓对Fe、Mn、Ca、K等重要元素的吸收，土壤pH值较高时，树体中Fe、Mn含量降低，而Ca、K含量升高［20］，导致蓝莓患缺铁失绿症或死亡．过低或过高的pH值都会促进蓝莓对Na元素的吸收［22］，抑制植株生长，植株叶片变小而且会发生颜色变化．将高丛蓝莓嫁接到乌饭树可提高蓝莓对高pH值土壤的适应性［23］．梁文卫提出经过pH梯度驯化培养的蓝莓对高pH值的适应性较强［24］，可以通过批量驯化蓝莓幼苗的方法来提高蓝莓对pH的适应性．

2．2土壤酸碱度的改良蓝莓的生长和产量与土壤pH值密切相关．在栽培蓝莓时如果土壤不满足适宜条件，就需要根据实际情况改良土壤．对蓝莓种植土壤的酸碱度进行改良是成功栽培蓝莓的基础，降低土壤的pH可通过向种植土壤中混合酸性物质，物质自身的酸性以及混合土壤之后所产生的物质都可以调节土壤的酸碱度．如果土壤属于极端酸化土壤，则可以通过在土壤中施用石灰来提升土壤的酸碱度［25］．硫磺粉被广泛用于改良碱性土壤，硫在土壤中被硫化细菌氧化，被氧化的硫变成硫酸酐，硫酸酐遇水生成硫酸，进而使土壤酸化［26］．硫磺粉在土壤中的扩散速度慢，可以短时间降低土壤pH值，其效果产生快并且持续时间长．如果土壤pH值过高，可以施加适量的硫磺粉来降低pH值．硫磺粉易造成污染，并且使土壤板结．蓝莓栽培多利用草炭来改良土壤，但草炭价格昂贵．糠醛渣作为一种易获得的物质可以克服草炭资源的问题起到降低pH值的作用，同时还可以提高土壤EC值［27］．糠醛渣降低土壤pH值的效果比生物炭显著，在降低土壤pH的同时增加土壤有效磷含量，而生物炭提高土壤总有机质含量［28］．在蓝莓土壤中添加松针或施加木醋可以降低土壤pH值，同时提高土壤中氮磷钾含量，对土壤起到一定的改良作用［29］，稀释50倍的木醋有利于蓝莓色素及可溶性糖的积累［30］，而且木醋降低pH值速度比硫磺粉快［31］．我国的长白山、大兴安岭和小兴安岭地区存在着大面积的适宜蓝莓生长的酸性土壤．长白山区的暗棕色森林土比水湿地潜育土、草甸沼泽土的碱性高，但有机质含量较高，稍加改良就可栽培蓝莓［32］．选择一种合适的改良剂对于改良土壤栽培蓝莓具有重要的意义．要定期检查土壤的pH值，关注植株长势，及时改良土壤．

3土壤中的有机质及微生物对蓝莓的影响

3．1土壤有机质对蓝莓的作用土壤有机质可以改善土壤环境，增强土壤透气性，促进植物根系伸长发育，防止水土流失，是决定蓝莓植株长势的一个重要因素．土壤有机质含量不能低于3%［8］，否则会使土壤的透气性降低，影响蓝莓植株对矿质元素的吸收，生长发育不良．目前，测定土壤中有机质的方法主要有CO2测定法、化学氧化法和灼烧法［33］，根据实际情况选择合适的方法测定蓝莓土壤中有机质，保证蓝莓正常生长．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．Kalbitz认为土壤中溶解性有机碳的主要来源是腐殖质［34］，活性有机质主要指土壤中的微生物．

3．2土壤中有机碳的影响腐殖土中含有大量的由动植物残体经自然分解氧化产生的物质，称之为腐殖质．研究发现，腐殖质在缺氧的环境下可以作为氧化剂，直接参与生态系统的碳循环过程，使土壤中有机质含量升高［35］，利于蓝莓生长发育．腐殖质通过呼吸作用还能降低土壤中重金属污染，对土壤的改良具有重要意义．将水稻秸秆、玉米秸秆或锯末粉碎后覆盖于植株垄面，可以提高蓝莓植株菌根侵染率［36］，促进蓝莓生长，同时保持土壤温度和湿度，同时可以控制杂草生长．试验表明覆盖秸秆增加有机质的效果较明显，适合蓝莓种植［37］．秸秆使土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性增强，土壤中微生物增多，大大提高了土壤的质量［38］．Tisdale发现，秸秆在土壤中会消耗氮素［39］，如果秸秆使用过量而且没有施加氮肥，会导致蓝莓生长缓慢，产量降低［40］．土壤覆盖白三叶更够增加有机质量，还防止土壤板结，对杂草有一定的防除效果［41］．在蓝莓种植时，土壤中混入适量具有生物活性的苔藓等，可以有效提高菌根侵染率，进而提高蓝莓产量［42］．生物炭可以提高土壤中有机质含量，土壤中的微生物可以将生物炭转化为腐殖质碳，提高土壤中有机质的含量［43］，促进土壤中物质循环，提高土壤养分．但生物炭呈碱性，在栽培蓝莓时应该全面考虑各种相关因素适量加入．混交林中土壤有机质含量比纯林的有机质含量高［44］，这就表明，混交林内土壤肥力较高，适合种植蓝莓．在生产实践中，尽量选择植被种类丰富的地区，荒地或改造地栽植蓝莓．

3．3土壤中微生物的影响土壤中的微生物是土壤中最活跃的部分，在腐殖质的形成过程中起着重要的作用．土壤中的微生物主要有细菌、放线菌和真菌，微生物含量越多，土壤生物活性越高，土壤肥力越高．根际土壤微生物对蓝莓植株的生长具有重要作用，可以促进根的生长，影响根系对土壤营养的分解、转化，进而影响植物对土壤中营养的吸收和利用，同时也影响着土壤有机质含量［45］．应用BIOLOG技术分析蓝莓土壤中微生物的碳代谢特点，发现种植蓝莓提高了微生物的碳代谢强度［46］．栽培蓝莓的土壤中微生物的种类和总量都比非栽培区高［45］，表明根际微生物影响着土壤微生物的群落结构，同时影响着蓝莓的生长发育．蓝莓菌根促进根系对营养物质和水的吸收，提高蓝莓对土壤中含氮、磷有机物的利用率，同时可以增强蓝莓抗性，蓝莓在种植过程中没有接种菌根，就会生长不良．肖军将长白山野生蓝莓新鲜根系中的真菌分离出，接种到蓝莓苗，明显促进了蓝莓苗的生长［47］．在引种栽培时应根据实际情况接种菌根．

4土壤施肥对蓝莓的影响

4．1化学肥料土壤中施加肥料可以促进蓝莓生长使果实饱满丰产，果实含糖量升高，明显促进蓝莓叶片的光合作用［48］．蓝莓根系对施肥反应敏感，能吸收铵态氮，不易吸收硝态氮，同时，含磷肥和含钾肥可以使土壤中微生物数量增多，钠离子和氯离子对根系有毒害作用，因此在施肥时应避免两种有害离子的存在．施肥时适宜用(NH4)2SO4或K2SO4，而不用NaNO3．当土壤pH值在5．0以下时，施加尿素可以产生铵态氮，有利于蓝莓对会费的吸收，当pH值在5．0时，常施加硫酸铵，在施肥的过程中同时控制土壤的酸碱度［49］．在蓝莓生长的过程中Fe是至关重要的微量元素，缺乏Fe会直接导致植株出现缺铁失绿的现象，主要表现为叶脉以及叶脉间失绿．当土壤pH值过高时，土壤中的Fe会与有机质形成络合物，导致铁离子不能被吸收，高pH还会使Ca离子迅速积累，导致Ca诱发性缺Fe失绿症［50］．有研究表明，在改良蓝莓种植土壤中使用硫酸亚铁，不仅会降低土壤的pH直至达到适宜蓝莓生长的程度，还可以补充Fe．农业上广泛使用普通复合肥和缓释复合肥，研究表明，缓释复合肥较化肥和普通复合肥增加酸性土壤PLFA(土壤微生物林芝脂肪酸)种类和含量［51］．施加有机肥和有机肥配施化肥较单施化肥明显增加土壤有机质［52］．研究表明，水肥耦合可以提高蓝莓产量及果实可溶性糖，对果实单果重无影响，提高了水肥的利用率，节约资源［53］．

4．2生物有机肥利用动植物残体加工除去其中的有毒物质制成的生物有机肥同样可以增加土壤有机质，其含有大量的有机酸及营养元素，为蓝莓植株提供全面的营养．生物有机肥可以显著增加蓝莓土壤的含水量，降低根区土壤pH值［54］，确保蓝莓的高产优质．有机肥廉价易获得，对土壤的改良效果明显并且肥效长．将蓝莓根际促生细菌与生物肥相结合进行可以明显提高土壤质量［55］．主要成分为纺锤芽孢杆菌的生物有机肥可以有效提高蓝莓光合速率，提高果实品质［56］．沼渣中也含有大量的有机物，研究表明，土壤中加入沼渣肥可以使土壤中真菌、细菌等微生物的含量增多，土壤中氮、磷元素含量升高［57］，增强土壤肥力．沼渣同时还可以提高土壤的保水能力．在施肥时，应注意添加肥料的量．施肥过少，会使植株发育不良产量低;施肥量过多，会出现肥害现象，抑制植株生长甚至死亡．蓝莓的根系由于没有根毛吸收能力较弱，并且均集中于树冠投影外缘，施肥时应该在根系集中的部位．蓝莓根系分布较浅，因此施肥时应该根据根的深浅来选择施肥深度．

5土壤的温度、湿度、疏松度及其他因素的影响

蓝莓在一年中有生长期和休眠期，土壤需要满足低温的条件才能够顺利的通过休眠．一般温度在7℃以下持续一定时间即可完成休眠，如果低温条件无法满足，植株的生长发育就会受到影响［58］．在种植幼苗时，根的栽培深度会对植株的长势有影响．栽植过深，土壤温度过低，导致根系生长不良，植株生长缓慢．过深的土壤透气性差，影响根的呼吸［59］．蓝莓根喜湿，对土壤中水分含量变化非常敏感，土壤中水长期过多，土壤中氧气含量不足，影响根的呼吸，使植株生长发育不良甚至烂根枯萎．在雨水较多的地区通常采用高畦栽培方式，并且要及时排水，在雨水较少地区采用低畦栽培，这样保证了蓝莓根系的正常生长．［56］加以适当的灌溉可以更好的改善土壤的湿度，可以选用滴灌、喷灌和沟灌等方法进行灌溉，灌溉次数由土质决定，沙质土壤保水能力差，应适当增加灌溉次数，确保土壤中水分充足．［57］有条件的栽培者可以应用肥水同灌技术，将施肥与灌溉结合为一体［60］．蓝莓果树根的独特性在于根毛少，多为细丝状互相缠绕在一起，根系分布较浅．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．在栽培蓝莓时，一般选用透气度较好的沙质酸性土壤以保证蓝莓根的呼吸．在处理杂草时可以采用土壤覆盖的方法，杂草作为有机肥可以增加土壤有机质含量，也可以在土壤表面覆盖一层塑料膜，但其对环境有污染．

6对蓝莓产业的展望

蓝莓种植产业逐渐由发达国家发展到发展中国家，国际上对蓝莓的需求量日益增加．我国在栽培蓝莓方面的研究已取得一定成果，目前，我国生产的蓝莓大部分出口，国内的蓝莓市场价格过高，导致销量过低．我国政府应加大力度发展蓝莓产业，充分利用我国的自然优势，做好引种、育种工作，提高蓝莓的产量和质量．我国蓝莓产业具有很大的发展潜力．

作者：周晓梅 汤珍妮 白鹤 李静 莫兰月 单位：吉林师范大学