无土栽培技术研究现状及在蓝莓上的应用进展

张真真 邱立军 郭卫东

（1舟山市农业农村局，浙江舟山 316000；2浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华 321004）

蓝莓又称越橘，属于杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium spp.）植物[1]。 蓝莓果实肉质细腻，味道甜酸适宜，具有抗氧化[2-3]、防止脑神经衰老[4]、明目[5-6]、预防癌症[7]、增强心脏功能[8]等功效，已被联合国粮食及农业组织列为“五大健康食品”之一[9-10]。蓝莓的栽培历史距今不到100年，野生蓝莓的驯化工作开始于20世纪初，美国Coville博士最先进行野生蓝莓选育工作，并进行人工栽培[11]。我国的野生蓝莓资源非常丰富，但人工栽培发展较晚，大多数品种是从国外引种的。因为蓝莓经济价值和营养价值高，近年来蓝莓种植在我国发展迅速，主要分布在东北、华东、华南、西南等地区。目前，吉林、山东、贵州、浙江等地比较重视蓝莓的品种筛选和栽培技术改良，因地制宜筛选出适合本地生长的优良品种，研究出高效的栽培模式，将本地的蓝莓产业发展壮大[12]。

蓝莓为浅根系植物，根系不发达，无根毛，根系分布浅[13]。研究表明，种植蓝莓对生长环境要求极高，需要适宜的土壤条件，一般要求土壤pH值4.0～5.5[14]、有机质含量为8%～12%（最少不低于 5%）[15]，土壤多处于疏松透气、湿润但不积水的状态。有些地区的土壤不能满足蓝莓生长需要，在植株定植前需要对土壤结构、理化性状等进行评估改良。土壤条件不适宜直接影响蓝莓产量和品质，是我国特别是沿海地区蓝莓发展的重要制约因素。无土基质栽培可以根据果树生长条件，调整基质相关物理性质，满足果树生长要求。理论上分析，选用无土基质栽培可以解决因土壤不适而造成的蓝莓生长不良等难题，但目前国内外对于蓝莓无土基质栽培的研究报道甚少[16]。因此，本文重点研究无土栽培模式在植物中应用的适宜性，特别是在蓝莓种植中的适宜性，以期为下一步开展蓝莓无土栽培研究提供理论依据。

1 无土栽培技术研究现状

1.1 无土栽培模式概述

无土栽培指以基质或者营养液替代天然土壤栽培作物的技术[17]，主要分为基质栽培、水培和雾培，是近百年来新发展起来的一种栽培技术[18]。基质栽培主要是利用草炭、椰糠、松针土等有机基质和珍珠岩、蛭石、岩棉等无机基质按一定比例混合代替土壤栽培作物的栽培方式。基质栽培与水培、雾培有较大的区别。水培、雾培主要利用营养液为作物提供生长所需的营养物质[19]，可以通过人工控制调节营养液浓度、元素之间的比例和元素种类，满足作物不同时期的生长需求。基质栽培的关键技术在于基质的选择和配比，基质的物理性质对作物的生长发育有至关重要的作用。草炭、蛭石等基质是不可再生资源[20]，运输路线长，成本相对较高。因此，选择基质时既要考虑其本身物理性质，又要考虑其投入成本的高低[21]。无土栽培技术经过150年的发展，在植物特别是园艺植物中的应用已较成熟。

1.2 无土栽培的特点

无土栽培相比于传统的土壤栽培，可以克服作物生长不适的问题，能有效提高作物的生长量和产量，改善作物的品质[22]。主要优点可以归纳为以下4点：一是节约成本。蒋卫杰等[23]通过研究得出，无土栽培具有较高的保水性能，能够有效减少水分损耗，可节水50%～70%。二是管理方便。与传统地栽模式相比，无土栽培技术可利用容器栽培，保证栽培模式相对均一化，方便管理者统一规划和管理。三是病虫害少。无土栽培能够有效减少病虫害的传播和蔓延，减轻土壤盐渍化。四是产量和效益高。无土栽培技术能够有效促进作物生长，提高作物产量，改善果实外观品质和营养品质，创造更高的经济效益[24]。

1.3 国外无土栽培研究现状

无土栽培历史悠久，古代的巴比伦、墨西哥和埃及等国就出现了原始的水耕栽培[25]。1840年，德国科学家李比希提出植物矿质营养学说，奠定了现代无土栽培的理论基础。德国科学家萨奇斯和克诺普通过植物矿质营养生理研究，首次利用硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢钾、硫酸镁和氯化铁配制成营养液栽培植物取得成功。目前，无土栽培技术已在100多个国家推广和应用。其中，荷兰无土栽培技术发展最为迅猛，其设施园艺发达、技术先进，主要栽培茄子、辣椒、番茄等蔬菜，构建了无土栽培数控化管理体系。日本在无土栽培技术方面的研究也排在世界前列，主要应用于蔬菜和瓜果栽培，栽培方式以水培和砾培为主。美国无土栽培技术比较发达，是应用最早的国家之一，其栽培面积较小，多数在干旱、沙漠地区，主要应用于黄瓜、番茄和莴苣（生菜）等蔬菜生产[26]。

1.4 国内无土栽培研究现状

我国原始的无土栽培技术可追溯到很久，但无土栽培技术研究起步较晚。商业化的无土栽培始于1941年，于上海建成无土栽培蔬菜农场，但由于生产成本太高，农场很快就破产了。在这之后，中国在一段时间内无商业化的无土栽培蔬菜生产，直到1976年，山东农业大学在一个小范围内用砾石种植蔬菜。近年来，无土栽培技术在我国发展迅速，无土栽培规模日益扩大，大部分应用于蔬菜和花卉栽培，果树栽培应用较少[27]。我国的无土栽培主要有营养液栽培、岩棉栽培、固体基质栽培和有机生态型栽培。有机生态型无土栽培技术广泛应用于蔬菜、花卉、园林植物、食用菌、药用植物等栽培中，是无土栽培的主要栽培形式之一[28]。我国是农业大国，无土栽培技术是现代农业发展的重要组成部分，也是现代农业未来发展的重点。完善无土栽培技术基础研究理论，提高管理水平，对于中国农业的发展意义重大。

2 无土栽培技术在蓝莓上的应用进展

蓝莓根系不发达[29]，在黏重的土壤中根系不能穿越黏土层，从而导致生长不良。蓝莓对土壤环境要求严格，喜好偏酸性、有机质含量高、湿润、透气性良好的沙壤土[30]。栽培基质是影响植物生长、结果的重要因素，能够起到固定植物根系、保持土壤水分、保持土壤肥力的作用。研究表明，栽培基质的物理性质对作物生长和果实品质影响很大，主要物理性质包括基质容重、孔隙度、有机质含量、pH值和EC值[31]。

生产中使用的基质分为2种，即有机基质和无机基质。有机基质中有机质含量高，保水保肥能力强；无机基质不含有机质，透气性较好，保水保肥能力差[21，32]。实践证明，将有机、无机基质按一定比例混合使用，能够弥补单一基质营养特性不足的问题，改善基质的物理性质。有机生态型无土基质栽培在茄子种植上有良好的效果，能够提高茄子的产量和品质[24]，对于蓝莓无土基质栽培具有一定的指导意义。黄 韬等[33]认为，利用草炭∶椰糠=3∶1的混配基质栽培蓝莓，并混拌硫黄粉将基质pH值调至4.5，基质保水性、透气性良好，有利于蓝莓生长。混合基质栽培技术能促进植株生长结果，利用混合基质栽培蓝莓是蓝莓无土栽培的重要研究方向。蓝莓果实营养丰富，具有保健功能和药用价值，市场对蓝莓鲜果的需求量逐渐增多，对果实品质的要求也在不断升高。传统地栽模式不能满足人们对蓝莓的需求，利用无土基质栽培蓝莓成为未来蓝莓产业发展的趋势。