蓝莓栽培中土壤改良的方法及作用
樊胜华,吴林生,曹彬彬,张春龙,王子迎*
(安徽徽王食品有限公司,安徽合肥230051)
蓝莓果实中富含加强心脏功能、防止脑神经衰老、保护视网膜及抗癌等独特生理功效的物质, 是新兴的第三代健康水果,也因此被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一。蓝莓广泛分布于北半球,有400 多个种,中国有100 多个种。我国山区占国土面积69%,多为酸性土壤。我国具有广泛的本土化种质资源和培育栽植条件,发展蓝莓产业具有得天独厚的优势。蓝莓栽培对土壤条件要求严格,如果园地选择不当,则易引起树体生长衰弱,结果不良,甚至导致整株死亡。所以在定植前应对土壤结构理化性状作出综合评价,对不适宜的土壤进行改良,以利于蓝莓生长。笔者对蓝莓栽培中土壤改良的方法及作用进行阐述,旨在为蓝莓生产提供基础资料。
1 酸碱度的调节
1.1 土壤pH 过高的调节
pH 对土壤中营养元素的存在形式和可利用性都有很重要的影响。蓝莓发展现状表明,土壤中pH过大是抑制蓝莓全国推广的关键因素。土壤的pH过高能引起以下一些症状:①引起蓝莓缺Fe 性失绿,单果质量下降,产量降低促使植株衰亡。②当土壤中pH 大于5.2 时,土壤环境中的自由铁会与有机物质作用合成,生成不能被蓝莓根系吸收的络合物,使铁被固定引起植物病变。③环境中的铵态氮在微生物的作用下转化成为硝态氮,使其不易被蓝莓吸收,易发生植株缺氮。④土壤环境中其他元素如Mn、Zn、Cu 在pH 过高的环境下,蓝莓生长过程中其含量也随之下降。当土壤中pH 大于5.5,会使蓝莓生长受阻、叶片失绿、结果不良[1],要降低土壤pH。土壤pH 过高最广泛的补救措施是在土壤环境中施硫磺粉,硫酸铝、硫酸亚铁等酸性肥料经试验也能对土壤pH 进行改良。硫磺粉的特点就是效果持久稳定,其作用机理见图1。
硫磺加入到土壤环境中后,在微生物的作用下需要经过40~80 d 分解后才能起到调节土壤pH 的作用。
将硫磺粉按所计算施用量均匀撒入地中,深翻15 cm 混匀。根据吉林农业大学研究,将暗棕色森林土壤pH 由5.9 降至5.0 以下,需施硫磺粉1 300kg/hm2,其效果可以维持3 年以上。按此计算,在暗棕色的森林土壤上,每平方米平铺15 cm 厚的土层要降低1 个单位pH 需要添加硫磺粉末130 g,其他类型土壤可参考该用量,一般在130~195 g。参考Eck[2]研究结果列出沙土、壤土和黏土pH 调节至4.5时所需的硫磺粉用量,得到不同土壤pH 调至4.5 的硫磺粉用量(表1)。
除了用硫磺粉调节土壤pH 外,掺入酸性草炭也可有效地降低土壤pH。草炭与硫磺粉混合使用效果更佳。此外,覆盖锯树末、松树表皮、酸性的肥料,以及施用粗鞣酸等均有降低土壤pH 的作用。
1.2 土壤pH 过低的调节
当土壤中pH 过低,小于4.0 时,会引起环境中重金属元素供应过量的现象,导致植株生长不良,产量降低,甚至死亡,所以当土壤中的pH 过低时,必须采取措施增加土壤pH。提高土壤pH 最有效的方法是施入石灰,施用石灰8 t/hm2 可使pH 从3.3 增至4.0 以上,果实产量提高20%以上。使用石灰改良需要注意:①石灰主要成分是氢氧化钙和氧化钙,而蓝莓属于典型的嫌钙植物,在钙质土壤环境中栽培时,会迅速吸收、积累钙,同时对钙的迅速吸收会影响到植株对铁的吸收而使植株失绿。②石灰的作用比较快速显著,不像硫磺粉的作用那样缓慢。
2 改善土壤的结构和增加土壤有机物质
土壤中有机质含量的多少是蓝莓植株正常生长发育的保证,而土壤结构的好坏是维持有机物质多少的基础,两者相互作用。当土壤中的有机物质含量小于5%时,会引起土壤结构的改变,使其板结黏重,因为蓝莓为须根系,不适于植株根系发育,此时应掺入有机物质或河沙改良土壤的肥性。河沙虽然能够改善土壤结构,但不能降低土壤pH,因此最好是掺入有机物质。最理想的有机物是腐苔藓和草炭,此外烂树皮、锯末及有机肥也可作为改善土壤结构的掺入物。和其他果树相比,蓝莓植株具有浅根性,根毛少,根群基本分布在土壤的浅层中,因此蓝莓不耐干旱,缺水时土壤板结,不利于根系的伸长生长。土壤透水性、通气性及排水性良好,有机质含量丰富,则蓝莓的生长状况良好。
2.1 增加土壤环境中的有机物质
蓝莓对土壤环境的品质要求高,pH 过高或过低,有机物质含量少都制约其生产发展的规模,所以土壤的pH、有机物含量、蓄水性的深度改良在蓝莓栽培和生长过程中是关键性的步骤。在蓝莓生产中,我国广泛运用加入草炭、苔藓、锯末、煤渣等有机物料或覆盖生物的办法进行土壤有机物质的改善,使土壤中的有机物质含量增至3%~5%,改良土壤的通透性。同时施用有机物料还能够改善土壤中的理化性质,使总孔隙度增加,土壤容重下降,协调土壤大小孔隙比例,增加田间土壤的含水量,提高土壤环境中有机质和各种养分含量,达到培肥土壤的目的。
研究表明,①土壤有机质含量提高,增加土壤的空隙度,可以降低土壤容重,改良土壤结构,增强了土壤的保肥和保水作用[3];②有机质可以使土壤中酶的活性提高[4];③在蓝莓栽培中,加入泥炭、苔藓等有机物料,发现土壤的含水量与有机质的含量呈正相关[5];④有机质提高了土壤持水性,其作为重要的胶结物质有利于土壤团聚体的形成与稳定,加强了土壤的通气性[6]。
蓝莓定植前,可以挖宽50 cm、深40 cm 的定植沟,有机质、有机肥、原土按1∶1∶1 的比例进行改土。有机质最好用酸性草炭。用植株的树叶和有机残体进行覆盖,如果用锯末、树皮、玉米秸秆等必须先堆放1 年以上,完全腐解后再使用,因为它们在施入土壤后要与微生物发生作用才能分解,肥效较慢。发酵的过程中会产生热量,消耗氮素,造成根系损伤和营养不足。在松树多的地方,松针也是很好的覆盖物,一方面利于保温,另一方面利于增加土壤有机质及肥力,并抑制杂草生长。蓝莓植株定植后在夏秋季也可以用有机质,如松针、苔藓、树皮、农作物秸秆等进行地表覆盖,地表覆盖具有可以调节地表温度、防止地表水分快速蒸发、保持土壤水分以及促进根系生长、增加土壤有机质含量的效果。覆盖物的厚度在10 cm 左右,不能少于5 cm。
2.2 改善土壤结构
土壤较疏松,湿润性好、透气性佳,有机无机养分充足,有益菌易于存活和繁殖的团粒结构土壤是蓝莓正常生长必不可少的条件。可以通过覆盖树皮锯末及杂草的方法,来保墒除草。给矮丛蓝莓土壤覆盖5~10 cm 锯末,在3 年内产量可提高30%,单果重增加50%。当土壤水分不足时,要快速及时地进行灌溉。蓝莓肥料的施加不同于一般的果树,每2~3 年必须安排1 次土壤检测以及叶片的分析,确定施何种类型的肥。施肥过量或不足,都会对蓝莓植株的生长发育带来危害。
3 菌根的促进作用
菌根是某些真菌侵染植物根部与其形成的共生体。蓝莓植株吸收磷、铁等营养元素和水分时能够通过菌根在土壤中间接吸收,同时阻断磷从蓝莓根向外界排出。菌根真菌能分泌有机酸物质,使一些不易溶解的无机和有机化合物转化为可溶性的养分,可以被蓝莓有效吸收[7]。自然状态下,蓝莓植株都有菌根真菌寄生。在国外,人们发现野生蓝莓与生产性蓝莓菌根数量有着显著的差异。在美国,野生高丛蓝莓群中菌根感染率在80%以上,而生产性果园中蓝莓菌根感染率仅2%左右。菌根真菌与寄主建立了长期互惠共生的关系,这种互惠共生有助于蓝莓吸收营养成分和水分[1]。
目前国内外许多研究都证明,菌根和真菌的互生关系一方面能促进蓝莓对多种矿质元素的吸收,一方面也能在土壤环境中拮抗重金属元素。菌根真菌促进蓝莓可以利用简单的有机物作N 源,同时也促进对土壤中有机态N 的吸收。除了N 以外,接种菌根能促进蓝莓对其他物质的吸收,如P、S、Ca 等。
4 覆盖与间作
覆盖对蓝莓具有很多好处,尤其对于刚刚定植不久的蓝莓,包括控制土壤温度、减少水分流失、促进根茎生长、阻止杂草生长、减轻土壤受到侵蚀和防止低温造成的霜冻。不同覆盖材料对栽培蓝莓的生长也有着不同的作用。有试验表明,用聚丙烯薄膜进行地面覆盖,对土壤有保湿和杂草防治的良好效果。
行间季节性间作低矮作物能取得不错的效果,能在增加土壤有机质含量的同时防止杂草生长,特别是在黏重土壤中应用最为突出。在大面积种植蓝莓时,难以用植物残体覆盖,最有效的措施是定植前用除草剂杀灭杂草,定植后全垦园地播撒绿肥,如白三叶、红三叶等豆科植物。几年后绿肥既能覆盖园地,又能增加土壤肥力,为蓝莓的华东区域化栽培和产业化发展奠定基础。另外,利用田间覆盖可使蓝莓在比较干旱的高坡矿质土壤中栽培[8]。