無土栽培技術(shù)研究現(xiàn)狀及在藍(lán)莓上的應(yīng)用進(jìn)展

張真真 邱立軍 郭衛(wèi)東

（1舟山市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江舟山 316000；2浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江金華 321004）

藍(lán)莓又稱越橘，屬于杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium spp.）植物[1]。 藍(lán)莓果實(shí)肉質(zhì)細(xì)膩，味道甜酸適宜，具有抗氧化[2-3]、防止腦神經(jīng)衰老[4]、明目[5-6]、預(yù)防癌癥[7]、增強(qiáng)心臟功能[8]等功效，已被聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織列為“五大健康食品”之一[9-10]。藍(lán)莓的栽培歷史距今不到100年，野生藍(lán)莓的馴化工作開始于20世紀(jì)初，美國(guó)Coville博士最先進(jìn)行野生藍(lán)莓選育工作，并進(jìn)行人工栽培[11]。我國(guó)的野生藍(lán)莓資源非常豐富，但人工栽培發(fā)展較晚，大多數(shù)品種是從國(guó)外引種的。因?yàn)樗{(lán)莓經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，近年來藍(lán)莓種植在我國(guó)發(fā)展迅速，主要分布在東北、華東、華南、西南等地區(qū)。目前，吉林、山東、貴州、浙江等地比較重視藍(lán)莓的品種篩選和栽培技術(shù)改良，因地制宜篩選出適合本地生長(zhǎng)的優(yōu)良品種，研究出高效的栽培模式，將本地的藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大[12]。

藍(lán)莓為淺根系植物，根系不發(fā)達(dá)，無根毛，根系分布淺[13]。研究表明，種植藍(lán)莓對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求極高，需要適宜的土壤條件，一般要求土壤pH值4.0～5.5[14]、有機(jī)質(zhì)含量為8%～12%（最少不低于 5%）[15]，土壤多處于疏松透氣、濕潤(rùn)但不積水的狀態(tài)。有些地區(qū)的土壤不能滿足藍(lán)莓生長(zhǎng)需要，在植株定植前需要對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、理化性狀等進(jìn)行評(píng)估改良。土壤條件不適宜直接影響藍(lán)莓產(chǎn)量和品質(zhì)，是我國(guó)特別是沿海地區(qū)藍(lán)莓發(fā)展的重要制約因素。無土基質(zhì)栽培可以根據(jù)果樹生長(zhǎng)條件，調(diào)整基質(zhì)相關(guān)物理性質(zhì)，滿足果樹生長(zhǎng)要求。理論上分析，選用無土基質(zhì)栽培可以解決因土壤不適而造成的藍(lán)莓生長(zhǎng)不良等難題，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于藍(lán)莓無土基質(zhì)栽培的研究報(bào)道甚少[16]。因此，本文重點(diǎn)研究無土栽培模式在植物中應(yīng)用的適宜性，特別是在藍(lán)莓種植中的適宜性，以期為下一步開展藍(lán)莓無土栽培研究提供理論依據(jù)。

1 無土栽培技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 無土栽培模式概述

無土栽培指以基質(zhì)或者營(yíng)養(yǎng)液替代天然土壤栽培作物的技術(shù)[17]，主要分為基質(zhì)栽培、水培和霧培，是近百年來新發(fā)展起來的一種栽培技術(shù)[18]。基質(zhì)栽培主要是利用草炭、椰糠、松針土等有機(jī)基質(zhì)和珍珠巖、蛭石、巖棉等無機(jī)基質(zhì)按一定比例混合代替土壤栽培作物的栽培方式?；|(zhì)栽培與水培、霧培有較大的區(qū)別。水培、霧培主要利用營(yíng)養(yǎng)液為作物提供生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[19]，可以通過人工控制調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液濃度、元素之間的比例和元素種類，滿足作物不同時(shí)期的生長(zhǎng)需求。基質(zhì)栽培的關(guān)鍵技術(shù)在于基質(zhì)的選擇和配比，基質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育有至關(guān)重要的作用。草炭、蛭石等基質(zhì)是不可再生資源[20]，運(yùn)輸路線長(zhǎng)，成本相對(duì)較高。因此，選擇基質(zhì)時(shí)既要考慮其本身物理性質(zhì)，又要考慮其投入成本的高低[21]。無土栽培技術(shù)經(jīng)過150年的發(fā)展，在植物特別是園藝植物中的應(yīng)用已較成熟。

1.2 無土栽培的特點(diǎn)

無土栽培相比于傳統(tǒng)的土壤栽培，可以克服作物生長(zhǎng)不適的問題，能有效提高作物的生長(zhǎng)量和產(chǎn)量，改善作物的品質(zhì)[22]。主要優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下4點(diǎn)：一是節(jié)約成本。蔣衛(wèi)杰等[23]通過研究得出，無土栽培具有較高的保水性能，能夠有效減少水分損耗，可節(jié)水50%～70%。二是管理方便。與傳統(tǒng)地栽模式相比，無土栽培技術(shù)可利用容器栽培，保證栽培模式相對(duì)均一化，方便管理者統(tǒng)一規(guī)劃和管理。三是病蟲害少。無土栽培能夠有效減少病蟲害的傳播和蔓延，減輕土壤鹽漬化。四是產(chǎn)量和效益高。無土栽培技術(shù)能夠有效促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量，改善果實(shí)外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益[24]。

1.3 國(guó)外無土栽培研究現(xiàn)狀

無土栽培歷史悠久，古代的巴比倫、墨西哥和埃及等國(guó)就出現(xiàn)了原始的水耕栽培[25]。1840年，德國(guó)科學(xué)家李比希提出植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說，奠定了現(xiàn)代無土栽培的理論基礎(chǔ)。德國(guó)科學(xué)家薩奇斯和克諾普通過植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)生理研究，首次利用硝酸鉀、硝酸鈣、磷酸二氫鉀、硫酸鎂和氯化鐵配制成營(yíng)養(yǎng)液栽培植物取得成功。目前，無土栽培技術(shù)已在100多個(gè)國(guó)家推廣和應(yīng)用。其中，荷蘭無土栽培技術(shù)發(fā)展最為迅猛，其設(shè)施園藝發(fā)達(dá)、技術(shù)先進(jìn)，主要栽培茄子、辣椒、番茄等蔬菜，構(gòu)建了無土栽培數(shù)控化管理體系。日本在無土栽培技術(shù)方面的研究也排在世界前列，主要應(yīng)用于蔬菜和瓜果栽培，栽培方式以水培和礫培為主。美國(guó)無土栽培技術(shù)比較發(fā)達(dá)，是應(yīng)用最早的國(guó)家之一，其栽培面積較小，多數(shù)在干旱、沙漠地區(qū)，主要應(yīng)用于黃瓜、番茄和萵苣（生菜）等蔬菜生產(chǎn)[26]。

1.4 國(guó)內(nèi)無土栽培研究現(xiàn)狀

我國(guó)原始的無土栽培技術(shù)可追溯到很久，但無土栽培技術(shù)研究起步較晚。商業(yè)化的無土栽培始于1941年，于上海建成無土栽培蔬菜農(nóng)場(chǎng)，但由于生產(chǎn)成本太高，農(nóng)場(chǎng)很快就破產(chǎn)了。在這之后，中國(guó)在一段時(shí)間內(nèi)無商業(yè)化的無土栽培蔬菜生產(chǎn)，直到1976年，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)在一個(gè)小范圍內(nèi)用礫石種植蔬菜。近年來，無土栽培技術(shù)在我國(guó)發(fā)展迅速，無土栽培規(guī)模日益擴(kuò)大，大部分應(yīng)用于蔬菜和花卉栽培，果樹栽培應(yīng)用較少[27]。我國(guó)的無土栽培主要有營(yíng)養(yǎng)液栽培、巖棉栽培、固體基質(zhì)栽培和有機(jī)生態(tài)型栽培。有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)廣泛應(yīng)用于蔬菜、花卉、園林植物、食用菌、藥用植物等栽培中，是無土栽培的主要栽培形式之一[28]。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，無土栽培技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的重點(diǎn)。完善無土栽培技術(shù)基礎(chǔ)研究理論，提高管理水平，對(duì)于中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展意義重大。

2 無土栽培技術(shù)在藍(lán)莓上的應(yīng)用進(jìn)展

藍(lán)莓根系不發(fā)達(dá)[29]，在黏重的土壤中根系不能穿越黏土層，從而導(dǎo)致生長(zhǎng)不良。藍(lán)莓對(duì)土壤環(huán)境要求嚴(yán)格，喜好偏酸性、有機(jī)質(zhì)含量高、濕潤(rùn)、透氣性良好的沙壤土[30]。栽培基質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)、結(jié)果的重要因素，能夠起到固定植物根系、保持土壤水分、保持土壤肥力的作用。研究表明，栽培基質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)作物生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)影響很大，主要物理性質(zhì)包括基質(zhì)容重、孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量、pH值和EC值[31]。

生產(chǎn)中使用的基質(zhì)分為2種，即有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì)。有機(jī)基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量高，保水保肥能力強(qiáng)；無機(jī)基質(zhì)不含有機(jī)質(zhì)，透氣性較好，保水保肥能力差[21，32]。實(shí)踐證明，將有機(jī)、無機(jī)基質(zhì)按一定比例混合使用，能夠彌補(bǔ)單一基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特性不足的問題，改善基質(zhì)的物理性質(zhì)。有機(jī)生態(tài)型無土基質(zhì)栽培在茄子種植上有良好的效果，能夠提高茄子的產(chǎn)量和品質(zhì)[24]，對(duì)于藍(lán)莓無土基質(zhì)栽培具有一定的指導(dǎo)意義。黃 韜等[33]認(rèn)為，利用草炭∶椰糠=3∶1的混配基質(zhì)栽培藍(lán)莓，并混拌硫黃粉將基質(zhì)pH值調(diào)至4.5，基質(zhì)保水性、透氣性良好，有利于藍(lán)莓生長(zhǎng)。混合基質(zhì)栽培技術(shù)能促進(jìn)植株生長(zhǎng)結(jié)果，利用混合基質(zhì)栽培藍(lán)莓是藍(lán)莓無土栽培的重要研究方向。藍(lán)莓果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，具有保健功能和藥用價(jià)值，市場(chǎng)對(duì)藍(lán)莓鮮果的需求量逐漸增多，對(duì)果實(shí)品質(zhì)的要求也在不斷升高。傳統(tǒng)地栽模式不能滿足人們對(duì)藍(lán)莓的需求，利用無土基質(zhì)栽培藍(lán)莓成為未來藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。