酸性配方基质在设施地栽培蓝莓中的应用研究

于志民 孙 磊

（1 东北农业大学资源与环境学院 哈尔滨 150030 2 黑龙江省科学院自然与生态研究所 哈尔滨 150040）

蓝莓(Blueberry)属杜鹃科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium)植物，分布在热带、亚热带、温带等地区。蓝莓果实风味独特，营养丰富，被誉为“浆果之王”，含有丰富的维生素、矿物质和抗氧化物物质，果实中所含的花色苷、儿茶酸等，有防治高血压、疏通毛细血管和缓解视力疲劳的作用[1]。

蓝莓根毛少，浅根性，根群的分布在浅层土壤中，适合生长于pH4.5～5.5土壤中，同时要求有机质含量高[2]。因其生长需要的土壤条件苛刻，我国除少数地区外[3]，其他地区的土壤栽培蓝莓，尤其是人工栽培蓝莓必须经过特殊的改良措施。国内外对人工栽培蓝莓的土壤改良基质方面进行了大量研究[4～14]，结果证明，可通过施用硫磺粉和草炭、松针等有机物，来满足蓝莓的生长要求。

本研究以木醋液、园土、松树皮和草炭为原料形成的酸性栽培基质，与对照栽培基质进行设施地蓝莓栽培应用研究，通过对蓝莓营养生长、果实产量和品质、抗病性指标的比较分析，筛选最佳的设施蓝莓栽培基质。将木醋液、松树皮进行酸性基质开发应用，不仅使农林废弃物资源得到有效利用，还可替代部分草炭资源，保护生态环境。

1 材料与方法

1.1 供试材料

秸秆木醋液：采自黑龙江省肇东市小康村玉米秸秆精制木醋液。

松树皮：采自黑龙江省五常林业局背荫河林场干松树皮，松树皮在应用前进行了预处理：用5%乙醇溶液在温度60 ℃，固液比1∶10，浸提18 h条件下对松树皮进行浸提，以去除其中含量高的单宁、酚酸和树脂物质，这类物质含量高对植物有毒害和抑制作用。

草炭：采自黑龙江省五常市蛤蜊河村(表1、表2)。

脲、磷酸氢二铵、硫酸亚铁：购于哈尔滨市金盛经济贸易有限公司(工业级)。

蓝莓：品名，北陆(Northland)，黑龙江省科学院自然与生态所温室区栽植。

表1 基质原料的化学性状Tab.1 Chemical properties of raw materials

表2 基质原料的物理性状Tab.2 Physical properties of raw materials

1.2 测定项目与方法

蓝莓植株的高度、冠幅、基生枝长、延长枝长：常规测量法；

营养测定：氮、磷、钾及有机质采用土壤农业化学常规分析方法，pH值采用饱和浸提法[15]；

饱和含水量：环刀法；

水分截留量：参照改进李谦盛法[16]；

蓝莓病害：观察统计法；

蓝莓产量：常规称量法；

蓝莓果实中总糖含量的测定：直接滴定法；

蓝莓果实中总酸含量的测定：酸碱滴定指示剂法；

蓝莓果实中花色苷含量的测定：pH示差法。

1.3 试验设计

试验设5个处理(表3)，基质理化性状见表4、表5。

表3 试验方案设计表Tab.3 Experimental design

表4 栽培基质的化学性状Tab.4 Chemical properties of the cultural substrates

表5 栽培基质的物理性状Tab.5 Physical properties of the cultural substrates

于2011年4月开始，每处理设两垄，3次重复，其他管理措施相同；于2011年5月开始跟踪测定，2011年10月结束，2012年4～9月进行相同校正试验。

2 结果与分析

2.1 不同基质对设施地栽培蓝莓营养生长的影响

不同基质对设施地栽培北陆蓝莓形态形状影响见表6。试验表明：北陆的株高最高为MW2，平均株高为81.51 cm，其次为MP，株高81.38 cm差异不显著，但二者与其他基质处理达差异极显著水平；MW3好于MW1，并达差异极显著水平，各基质处理与CK均达差异极显著水平；通过对北陆冠幅生长量分析来看，株高和冠幅一般呈正相关的，MW2冠幅最宽为137.56 cm，其他基质的冠幅顺序为：MP>MW3>MW1，各基质处理间差异均达到显著水平。基生枝长、延生枝长来看，MW3、MP、MW2较好，并无规律可循，这可能与设施地蓝莓进行过剪枝处理有关。而从成活率分析看，除CK外，其他处理北陆植株成活率均比较高，达到100%。

表6 不同基质对设施地栽培北陆蓝莓形态影响Tab.6 Effects of different substrates on growth of Northland blueberry in greenhouse

测定结果显示：不同基质处理的植株的百叶干重与CK处理均达差异极显著水平。其中MW2最好，百叶干重8.899 g，MP次之，为8.829 g，其他处理分别为：MW3为8.677 g、MW1为7.204 g、CK5.952 g；从叶面积上看，叶面积最大为MW3，其次为MW2和MP，各基质处理间及各基质与CK均达差异显著水平，叶面积大小顺序如下：MW3>MW2>MP>MW1>CK(表7)。从设施地栽培营养学指标分析可知，MW2、MP基质处理蓝莓植株长势较好。

表7 不同基质对设施地栽培北陆的百叶干重和叶面积影响Tab.7 Effects of different substrates on dry weight and leaf area of Northland blueberry in greenhouse

2.2 设施地栽培蓝莓不同基质的物理性状变化研究

试验结果表明，基质容重呈上升趋势，MW1从0.635 g/cm3升至0.701 g/cm3，MW2从0.521 g/cm3升至0.588 g/cm3，MW3从0.557 g/cm3升至0.603 g/cm3，MP从0.51 g/cm3升至0.538 g/cm3，CK从1.18 g/cm3升至1.31 g/cm3，从上升幅度来看CK＞MW1＞MW3＞MP＞MW2，这可能是因为随着蓝莓种植时间的增加，基质中松树皮、草炭物质缓慢分解、消耗也较为明显，导致基质结构会发生变化。对总孔隙度的影响也呈不同程度的下降趋势，因其基质物质不同而有所差别。下降幅度最大为CK，为10.71%，MW1、MW2、MW3、MP分别为7.7%、4.34%、5.55%、2.35%，与CK均达到显著差异水平；其中MW2、MW3、MP降幅较小，MP降幅最小，并与MW2、MW3差异显著。水分截流量总体呈下降趋势，从测定结果可看出，MP试验前3个月呈上升趋势，然后又平缓下降；其他处理均呈下降趋势，其中CK下降速度较快，降幅最小的为MP其次为MW3、MW2 和MW1。饱和含水量也呈下降趋势，CK、MP、MW1、MW2、MW3降幅分别为12.4%、9.95%、24.9%、11.73%、12.53%。由此可见，MW1基质持水性能最差，其次为MW3和CK，持水能力最强为MP，其次为MW2。从以上分析可以看出，对于设施地栽培蓝莓来说，MW2、MW3、MP3个基质物理性状较好(表8)。

表8 设施地栽培蓝莓不同基质的物理性状Tab.8 Physical properties of different substrates in greenhouse

表8 续

2.3 设施地栽培蓝莓不同基质的化学性状变化研究

2.3.1 设施地栽培蓝莓不同基质的pH变化研究

pH值是基质化学性质中最有代表性的量度之一[17]，直接影响植物对基质中养分的吸收。如图1所示，各基质在栽培过程中，其pH值均随时间延长而呈持续上升趋势，MW3、MP在整个试验周期内，pH值变化幅度最为平缓，MW2变化幅度次之。MW1处在试验初期pH值上升幅度较大，由4.62上升为5.06，从7月5日开始，pH值呈缓慢上升趋势，上升幅度不大，基本稳定在5.6左右。从总体上看，MW1、MW2、MW3和MP的pH值均在8月15日上升平缓，在9月15日基本趋于稳定。而CK的pH在试验过程中，呈下降趋势，下降幅度较大，这与其施入的硫粉慢慢释放有关。

图1 设施地栽培蓝莓不同基质pH变化趋势图Fig.1 The pH changes of different substrates in greenhouse

2.3.2 设施地蓝莓不同基质的有机质变化研究

各基质在栽培过程中，其有机质均随时间延长而呈持续下降趋势，MW3、MP在整个试验周期内，有机质变化趋势最为平缓(图2)。MW1处在种植初期有机质下降幅度较大，从7月15日开始，有机质呈缓慢下降趋势，下降幅度不大。MW2、 MW3和MP的有机质均在8月15日下降平缓，在9月15日基本趋于稳定。在试验过程中，MW1和对照有机质下降幅度较大，后期较其他基质降幅明显。

图2 设施地栽培蓝莓不同基质有机质变化趋势图Fig.2 The organic matter changes of different substrates in greenhouse

2.3.3 设施地蓝莓不同基质的碱解氮变化研究

试验表明，各基质在栽培过程中，其碱解氮均随时间延长而呈持续下降趋势，MW3、MP在整个试验周期内，碱解氮变化曲线最为平缓(图3)。MW2变化幅度也相对平缓，MW1处在种植初期碱解氮下降幅度较大，由189.35 mg/kg下降为179.8 mg/kg，从7月15日开始，碱解氮呈缓慢上下降趋势，下降幅度不大。各基质的碱解氮均在8月15日下降平缓，在9月15日基本趋于稳定。在试验过程中，MW1和对照碱解氮下降幅度较大，与其他基质差异显著。

图3 设施地栽培蓝莓不同基质碱解氮变化趋势图Fig.3 The alkaline hydrolysis N changes of different substrates in greenhouse

2.3.4 设施地蓝莓不同基质的速效磷变化研究

结果表明，各基质在栽培过程中，其速效磷均随时间延长而呈持续下降趋势，MP、MW2在整个试验周期内，速效磷变化曲线较为平缓(图4)。

图4 设施地栽培蓝莓不同基质速效磷变化趋势图Fig.4 The available phosphorus changes of different substrates in greenhouse

由图4可以看出，MW1处在种植初期速效磷下降幅度较大，由75.99 mg/kg下降至65.42 mg/kg，从7月15日开始，速效磷呈缓慢上下降趋势，下降幅度不大。各基质的速效磷均在8月15日下降平缓，在9月15日基本趋于稳定。

2.3.5 设施地蓝莓不同基质的速效钾变化研究

试验结果表明，各基质在栽培过程中，其速效钾均随时间延长而呈持续下降趋势，MW3、MP在整个试验周期内变化较小，见图5。各基质的速效钾在试验前期下降幅度较快，在8月15日下降平缓，在9月15日基本趋于稳定。在试验过程中，MW1和对照速效钾下降幅度较大，变化幅度明显。

图5 不同基质对设施地栽培蓝莓土壤速效钾含量的影响Fig.5 The impacts of different substrates on content of soil available potassium in greenhouse

2.4 不同基质对设施地蓝莓病害防治的研究

在蓝莓栽培过程中易出现的虫害有蛀干类天牛、“金龟子”的幼虫(蛴螬)、食叶类刺蛾；病害体现在叶片失绿症、叶枯病、僵果病等[18]。

试验期间，蓝莓叶枯病在6月中旬出现，随着温度的升高及基质因水热条件而发生的变化而开始扩散，至7月中下旬达到病发高峰(图6)。试验期间各基质及CK均有枯叶病发生，随着时间有上升趋势，在7月25日前均呈快速扩散势头，从8月起出现分化，CK仍然有扩散蔓延趋势，而各处理都出现不同程度的下降趋势，这与各基质经过一段时间与土壤融合后发挥作用是分不开的。总的来看，MW2、MP抗病性较好，然后是MW3和MW1，最差的是CK。

图6 不同基质对设施地蓝莓病害的影响Fig.6 The impacts of different substrates on diseases of Northland blueberry in greenhouse

2.5 不同基质对设施地蓝莓品质与产量的影响研究

衡量蓝莓品质的指标主要有花色苷，蓝莓口感主要由含糖量和糖酸比决定，而花色苷等对人类有极强的保健功效[19]。不同基质对蓝莓品质的影响见表9。

表9 不同基质对蓝莓品质的影响Tab.9 The impacts of different substrates on blueberry quality

蓝莓的果实营养丰富，其果实总酸和总糖含量的多少及比例是衡量其口感的重要指标。由表9可见，应用不同基质栽培的北陆，其果实中总酸和总糖含量均有差异。各处理总糖含量均高于对照，且达到显著水平，MP、MW2和MW3之间差异不显著。总酸含量以CK最高，与MW1差异不显著，但与其他3种处理差异显著。经计算各处理糖酸比在9.67～16.70之间，MP、MW2和MW3之间差异不显著，但各处理均与对照差异显著，以MW3糖酸比最高为16.70；然后是MW2，为15.59；MP次之，为14.26。口感味甜略酸，而对照则酸味较重。蓝莓果实中糖酸比的大小依据不同加工目的和个人口感不同没有固定的评判标准。但受蓝莓品种、产地和栽培条件影响较大。如庄河北陆糖酸比为10.04，而农大北陆糖酸比则达23.26[20]。

蓝莓中含有丰富的花色苷，花色苷具有重要的生理和保健特性已经为人们所认可。蓝莓栽培土壤pH值对蓝莓花色苷含量影响很大，当土壤pH值为4.5时，蓝莓花色苷的含量最高。土壤酸性过高或过低花色苷的积累明显减少，甚至会引起植株的死亡。原因为花色苷主要含有酮类化合物，在微酸性条件下酮类化合物中的羰基容易结合氢离子形成带正电荷的羟基，从而有利于花色苷的合成[21]。土壤酸性过高，容易破坏蓝莓根部，使其脱水伤害植物；土壤碱性过高，对花色苷的积累有抑制作用。当土壤pH值低于4.0时，就会造成重金属元素的过量，而重金属过量就会引起蓝莓中毒，使蓝莓生长不良甚至死亡；土壤pH值过高又常会造成蓝莓的缺铁失绿，也会引起蓝莓生长不良，从而影响了蓝莓果中花色苷的积累[22]。花色苷含量同样依据蓝莓品种及种植条件不同而有所差异，如圣云花色苷含量可达308.91±8.79 mg/100 g，美登224.56±6.50 mg/100 g，蓝星139.31±3.40 mg/100 g[23]。

通过分析表9数据表明：不同处理对北陆果实中花色苷含量影响较大。各处理花色苷含量均高于CK，且达显著水平。MP、MW2和MW3之间差异不显著，但各处理与CK均差异显著。MP花色苷含量最高，为145.01 mg/kg，依次为MW3和MW2，分别为134.01和130.98 mg/kg。MW1低于以上几个处理，但也达123.67 mg/kg，远远高于CK的73.64 mg/kg。MP处理是草炭为主要栽培基质，土质疏松，养分含量高，是公认的优秀栽培基质，适合于杜鹃科须根系植物生长，有利于果实成熟度发育，果实的成熟度与其花色苷含量有密切关系，W.Kalt(1996)[24]研究表明，成熟果实的花色苷含量明显高于未成熟果实，略高于过熟果实的花色苷含量。同时，营养不足，尤其是磷和氮不足，会引起许多植物物种花色苷的积累[25，26]。 MW2和MW3加入了木醋营养液，却也有较高的花色苷含量，可能是由于营养物质促进北陆植株生长，株高、叶片面积等数值较大，增加植株整体蒸腾作用，有利于植株在盛夏季节降温，同时大量的叶片也增加果实遮光度，有研究表明，低温促进而高温减少花色苷的合成[27，28]，另外，基质中树皮碳含量较高，C∶N也是花色苷积累只要影响因素，当碳量远高于氮含量，则有利于花色苷的积累[29]。

虽然有关环境因子对花色苷合成的影响方面很多机理尚不明确，但其研究日益深入，调控机制的研究也有进展，将对蓝莓花色苷生成与积累，及其商品化发展有更多的理论基础。通过各处理分析，MW2和MW3处理糖酸比高于MP，而花色苷略低于MP但差异不显著，即这2种处理用于北陆栽培有助于提高果实品质。

北陆木醋营养基质产量指标分析见表10。

表10 北陆木醋营养基质产量指标分析Tab.10 The impact of Northland wood vinegar nutrient substrates on yield of blueberry

表10数据表明，各处理百粒重、盛果期的单株单次产量和单株一季总产量均高于CK，且差异显著。从百粒重指标指标分析，MW3为93.06 g高于其他处理，但与MP和MW2差异不显著，即这3种处理果实较大。单株单次产量、单株一季总产量与百粒重指标一致，表明这3种处理产果量高于其他处理。可见，MW2和MW3处理设施地栽培北陆与MP具有同样效果，可增加果实产量和品质，果大味甜酸适口，可作为北陆栽培的营养基质。

3 结论

3.1 不同基质对蓝莓的营养生长和理化性状影响

首先从北陆营养学指标分析可知，MP、MW2基质处理蓝莓植株长势较好。其次，从物理指标进行分析，MW2、MW3、MP3个基质物理性状较好。另外，对不同基质的化学指标进行分析，MW3和MP在试验周期内变化趋势平稳，适于基质栽培。综合营养、物理、化学指标看，MW2、MP和MW3是栽培蓝莓的合适基质。

3.1 不同基质对蓝莓病害、品质、产量指标影响

对蓝莓叶枯病的防治，MW2、MP抗病性较好，然后是MW3和MW1，最差的是CK。对蓝莓果实品质分析表明，MP、MW2和MW3基质处理果实品质较好，但三者之间差异不显著，但各处理与CK均差异显著。从产量分析可知，各处理百粒重、盛果期的单株单次产量和单株一季总产量均高于CK，且差异显著。

综上所述，MW2和MW3两种基质处理与MP基质处理差异不显著，具有相同的试验效果，既能促进蓝莓植株生长，增强抗病性和改善理化性状，又可增加果实产量和提高品质。综合评价MW2略好于MP和MW3，MW2为最佳酸性栽培基质。

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