裴 彤, 李金英, 王 穎, 陶 晶, 才巨鋒, 吳 林
(1. 吉林農(nóng)業(yè)大學園藝學院, 吉林 長春 130118; 2. 吉林省林業(yè)科學研究院, 吉林 長春 130033; 3. 吉林省藍莓研究中心, 吉林 長春 130118)
蔓越莓(Vacciniiummacrocarpon),又名蔓越桔、大果越桔,是當今世界果品發(fā)展中方興未艾的小漿果類果樹之一,屬杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vaccinium)植物[1]。在天然漿果種類中抗寒能力較強,原產(chǎn)地位于北半球涼爽、高寒濕地地區(qū)。中國大、小興安嶺和長白山區(qū)有野生種分布[2]。研究發(fā)現(xiàn),其含有豐富的濃縮鞣酸,即原花青素(PAC)[3]、濃縮單寧酸[4]、多酚類提取物[5],可有效抵抗細菌粘附于組織的上皮細胞,能夠抗感染、抗氧化、抗腫瘤等,是一種很好的保健水果[6,7]。Villarreal[8]和Wolf[9]的研究同樣也發(fā)現(xiàn)了蔓越莓提取物不但能提高血漿的抗氧化能力,而且保護了血漿中紅細胞的抗溶血和細胞抗氧化活性。因此,被譽為天然抗氧化劑,具有極佳的美容養(yǎng)顏功效[10]。
蔓越莓不僅果實營養(yǎng)豐富,其植株也可作為觀賞植物。其花朵呈深粉色,果實鮮艷呈紫紅色,顆粒飽滿且晶瑩剔透,作為室內(nèi)盆栽花卉、園林綠化材料都非常適宜,具有極高的觀賞價值。
蔓越莓果干的商品化是產(chǎn)業(yè)興起的標志。自1988年果干被投入市場,其產(chǎn)量在5年間由18 000 t增長至47 000 t,而且以每年7 000 t的速度快速增長[11]。全球的蔓越莓大多產(chǎn)自北美,占全球的97 %,產(chǎn)地分別位于美國北部的威斯康辛州、馬塞諸薩州、緬因州和加拿大的魁北克省,南美的智利及歐洲東北部也有少量栽培。2019年,美洲各國種植面積達40 346 hm2,年總產(chǎn)量為672 888 t;歐洲各國種植面積為365 hm2,年總產(chǎn)量為1 052 t;亞洲各國種植面積為636 hm2,年總產(chǎn)量為13 361 t;非洲各國種植面積為36 hm2,年總產(chǎn)量為233 t。主栽品種有“Stevens”“McFarlin”“Howes”“Harwich”“Ben Lear”和“Searles”,其中品種“Stevens”為全美主栽品種。
蔓越莓作為美國原產(chǎn)的水果,在中國市場被認知僅有10多年的時間。2021年中國進口量在美國出口量中上升到第13位,且生產(chǎn)及消費增長迅速。但相比蘋果、桃等果品,目前我國蔓越莓種植面積小、田間管理不規(guī)范等因素導致產(chǎn)量十分有限,加工原料需要大量進口,使鮮果及深加工產(chǎn)品的價格居高不下。
1985年吉林農(nóng)業(yè)大學率先在長白山區(qū)對小果蔓越莓和大果蔓越莓進行染色體數(shù)目鑒定,首次確定有六倍體類型的存在[12]。1988年蔓越莓果干被引進中國市場,其栽培技術和育種技術進入起步階段。2007年僅有一小部分小漿果研究機構(gòu)開始對其進行選種。2010年從美國俄勒岡州引進幼苗,進行試驗種植,試驗地設在海拉爾地區(qū)。2011年,李建科、楊靜慧等研究了栽培所需要的環(huán)境條件,包括抗寒性、凍害、霜害、光照強度、水分、土壤類型和結(jié)構(gòu)、菌根等[13]。2014年,王梓貞在黑龍江省馴化“史蒂文斯”品種[14];同年張利、李亞東等綜合分析了北美蔓越莓的種植面積、產(chǎn)量、果實的綜合加工、利用和進出口貿(mào)易等,并將中國蔓越莓的市場特點與之結(jié)合,進行分析[2]。2018年,李黎、陳菲等開展了其組織培養(yǎng)研究[15]。截至2019年,我國栽植面積已達到280 hm2(黑龍江省撫遠市紅海蔓越莓基地),占亞洲種植面積的44 %。該基地不僅是中國最早實行蔓越莓田間種植和規(guī)范化管理的企業(yè),也是目前亞洲獨一成功實現(xiàn)規(guī)?;N植的基地。
中國東北部處于北半球高緯度地區(qū)[16],且吉林省位于中國東北地區(qū)中部。吉林省長白山地區(qū)不僅同時具備大陸性和海洋性氣候,而且酸性土壤資源充足,為蔓越莓栽培提供了良好的生長環(huán)境。得天獨厚的自然條件為大規(guī)模發(fā)展蔓越莓產(chǎn)業(yè)提供了良好基礎。
吉林農(nóng)業(yè)大學開展蔓越莓引種馴化相關的研究較早,2000年成功從波蘭引進了40個品種。2006年,姜晶、吳林等開展引種篩選研究,篩選出4個適宜在吉林省栽培的優(yōu)良品種,分別是“早生黑”“豪斯”“麥克法林”和“西爾斯”,其中“西爾斯”產(chǎn)量最高,可作為主栽品種推廣[17]。
美洲地區(qū)經(jīng)過長時間的馴化,現(xiàn)已培育出多個抗寒能力強、能適應各種氣候條件的優(yōu)異品種。如今的蔓越莓產(chǎn)業(yè)在溫帶、寒帶地區(qū)均有分布,并且產(chǎn)量呈穩(wěn)定上升趨勢。
2.1.1 需冷量
蔓越莓主要分布于北美濕地,生長期間需要一定的低溫處理,否則蔓越莓無法休眠。休眠期間的溫度必須小于7.2 ℃,同時積累650~1 200 h,最好滿足800 h以上的低溫,且最理想的休眠條件是連續(xù)0.4~0.6 ℃的低溫。較暖的溫度條件不利于蔓越莓的冷量積累,會導致植株衰弱、生長緩慢甚至停止生長[18]。
2.1.2 抗寒性與凍害
抗寒性是果樹在遭受寒冷侵害時的抵抗能力與適應能力[19]。蔓越莓的抗寒能力十分強,最低可以抵抗-30 ℃的低溫環(huán)境[20]。盡管其抗寒能力強,但溫度、水分等因素也不容忽視,以免造成凍害發(fā)生。遭遇凍害常見癥狀為直立莖枯死或生長異常、出現(xiàn)傘狀花、出現(xiàn)葉腋芽及頂芽或中軸基部變黑等。露地栽培可以通過冬季灌水來提高蔓越莓的抗寒性。在東北寒冷地區(qū)栽培時,應選擇抗寒能力強的品種,在大面積栽植前進行抗寒鍛煉,或噴施植物生長調(diào)節(jié)劑提高自身抗寒性,以保障產(chǎn)量。于志民等人的試驗結(jié)果表明,覆蓋物+澆水15 L·m-2處理就可以保證露地安全過冬,當封凍水沒過植株頂端10 cm以上時完全可以安全越冬[21]。
2.2.1 光周期
蔓越莓的花芽形成需要一定的光照時間。研究發(fā)現(xiàn)光照時間8~16 h,養(yǎng)分含量持續(xù)增加并在光照16 h時到達最高點,短日照時間8~9 h最為合適。因此,其花芽形成的必要條件之一是具有一定時間的短日照處理。
2.2.2 光照條件
蔓越莓為陽性植物,在光照條件下能夠更好地生長[13]。但需要注意的是,強光往往導致高溫,易造成水分虧欠,引起光合速率下降,影響生長發(fā)育。田間管理時可以通過科學修剪、適度遮陰等方法調(diào)整光照強度,這樣既可以保證其光合活性,又不會傷害其新葉的生長[22]。
2.2.3 光質(zhì)
光質(zhì)對植物光合作用的調(diào)節(jié)主要體現(xiàn)在植物葉綠體形成、光合色素合成、葉片氣孔運動、葉片伸展和碳同化等方面[23]。蔓越莓的根系雖未經(jīng)光線直接照射,但在不同光質(zhì)下仍表現(xiàn)不一。其中紅光處理的條件下根誘導率高,長勢強,利于根的伸長和新根的發(fā)生。另外,光質(zhì)影響花青素的積累,其中紅光最有利于果實中花青素的合成,其次是太陽光和紅光到遠紅光之間波長的光,再次是遠紅光和白光。
蔓越莓對水分非常敏感,喜濕潤土壤。但由于其根系淺且生長慢導致其根系不發(fā)達、抗旱能力差。北美原產(chǎn)地大多將其栽培到濕地以確保充足的水源,在晚秋晚霜來臨之前進行灌水將植株全部淹沒、結(jié)冰,直到早春晚霜過后才將水排掉,避免水分缺失及霜凍等環(huán)境因素影響其生長發(fā)育。所以,栽培地必須有充足的水源和良好的排灌設施。對比不同蔓越莓種類和品種,株叢較矮的抗?jié)承愿鼜姟?/p>
蔓越莓是淺根系植物,需要種植在疏松、通氣良好、含水量充足、有機質(zhì)含量豐富的沙壤土或者沙土[24]。較其他適應能力強、環(huán)境要求低的果樹,其對土壤結(jié)構(gòu)和類型的要求更為嚴格。
2.4.1 土壤pH和土壤無機營養(yǎng)
土壤pH對蔓越莓品質(zhì)有直接影響。蔓越莓喜酸性的泥炭土和沙土,最合適的土壤pH為4.5~5.5[25]。泥炭土本身具有較高的酸性,栽植前,可以將其加入園土中改善土壤條件[26],或者使用硫磺粉調(diào)節(jié)土壤pH,達到適宜的生長環(huán)境。
2.4.2 土壤有機質(zhì)
研究發(fā)現(xiàn),將不同基質(zhì)混合利用能夠起到改變土壤理化性質(zhì)的作用,按照泥炭、河沙、園土體積等比例混合或泥炭、河沙、園土、松針體積比3∶1配制時,土壤通透性及土壤有機質(zhì)含量同時增加,能提供最理想的土壤條件[27,28]。雖然土壤有機質(zhì)的含量與蔓越莓品質(zhì)、產(chǎn)量不呈正相關,但其生長所需的土壤有機質(zhì)還是必要的,且有機質(zhì)含量維持在6 %~9 %最佳。
最基本的3個栽培條件是氣候、園地和品種[29]。由于蔓越莓獨有的生長特性,多于濕地條件下建園,盡量選擇光照充足且通風良好的地塊。種植地選擇最好在低洼地、草甸地、溝谷等有機質(zhì)含量豐富、水分充足且pH較低的酸性土地。果園周邊注意配置充足水源,不單用于防治霜凍,還可用于噴藥、灌溉,同時為果實成熟時特殊的水收方法提供便捷條件。建園時最好栽植多個品種進行搭配,發(fā)揮異花授粉的雜交優(yōu)勢,從而避免生存率低。
3.2.1 苗木的選擇
苗木選擇對栽培成活率及后期結(jié)果有重要影響。選擇苗木時應選擇根系發(fā)達、枝條圓潤有韌性、表面多有皮孔且斷面呈綠色的苗木。優(yōu)質(zhì)苗木一般有主枝5~6條,主枝上芽苞數(shù)量多且豐滿,最好在苗木休眠期進行購買,一般選購1年生苗定植。
目前,北美地區(qū)大面積栽植的品種是1996年培育成功的“Stevens”,該品種不僅產(chǎn)量高且果實品質(zhì)等各方面性質(zhì)都表現(xiàn)良好。除“Stevens”外,“Ben Lear”“Searles”“Harwich”和“McFarlin”也是優(yōu)良品種,但對栽培管理要求較高,需要科學規(guī)范化種植。
3.2.2 定植方法
通常采用平畦栽植,定植期可選在春、秋兩季,秋季定植最佳。寒冷氣候地區(qū)定植時間最晚不能超過5月中旬,避免對生根造成影響。建園定植時株行距設為20 cm×20 cm,定植深度為10 cm左右,定植后澆1次透水。需要注意的是黏重、有機質(zhì)含量低、板結(jié)的土壤應在定植前1年摻入泥炭、河沙、鋸末等進行改良[30]。定植后進行主枝修剪,每株苗木保留2~3個主枝即可。
種植土壤所需水分多,進入5月中旬要及時補充水分,集中灌溉可在6—7月進行。栽培采用噴灌、滴灌、滲灌等灌溉方式,要澆透封凍水及萌動水,生長期要少量多次澆水,以保證田間小氣候濕潤同時提高養(yǎng)分利用率[31]。
在新梢生長和花蕾形成時噴施葉面肥以補充根部施肥的不足。在生長周期應施肥2次,分別為開花前期和果實迅速膨大期。第1次以氮肥為主,利于培育壯苗;第2次以磷、鉀肥為主,促進果實膨大、果實著色。為補充營養(yǎng)元素,也可以在落葉期施用有機肥料。除了腐熟的羊糞、牛糞、兔糞,還可施入農(nóng)家肥、腐熟的豆餅或花生餅、沼氣液等,施肥量可根據(jù)蔓越莓的長勢和產(chǎn)量靈活掌握。
蔓越莓植株矮小,要及時進行人工或化學除草。在雜草生長旺盛的季節(jié),需保證每10 d進行1次除草工作,盡量不采用機械除草的方式,避免對根系造成傷害。
目前蔓越莓的栽植管理尚未達到標準化,未形成完整的整形修剪標準?,F(xiàn)階段栽植需要采納現(xiàn)代科學的修剪技術,提高果品產(chǎn)量與質(zhì)量。
3年生及3年以上生的植株,主要進行夏剪、采后修剪和秋剪[32]。夏剪時主要疏除枝條生長過密的部位以更好通風透光,留1個較短的干,干上選留3~5個方向合適的主枝即可。采后修剪以疏除病蟲枝、弱枝、交叉枝為主,恢復樹勢。秋剪主要為短截新枝、剪除未成熟的新梢。
按照“預防為主、綜合防治”的原則,圍繞蔓越莓的生長發(fā)育規(guī)律摸索栽培條件下主要病蟲害發(fā)生及防治措施,加強優(yōu)質(zhì)抗病蟲品種選擇。
目前發(fā)現(xiàn)主要病害為葉枯病,多從葉緣、葉尖侵染產(chǎn)生,具體表現(xiàn)為葉脈失綠,同時出現(xiàn)紅褐色、灰褐色病斑,嚴重時引起全株枯黃死亡。造成葉枯病的主要原因是不正當、過量地施用化肥,調(diào)節(jié)土壤酸度時有偏差,種植密度過大等。葉枯病發(fā)生后通常要注意栽植密度的控制,確保通風透光,灌水時改為滴灌,減少病菌傳播??捎貌柖嘁骸⑼胁冀?、苯萊特進行藥物防治,能取得較好的治療效果。主要蟲害為蠅、蛾類、天牛和蝽象等,發(fā)生期應及時噴施氯氰菊酯、避蚜霧超微可濕性粉劑、滅蚜松乳油、辛硫磷乳油、敵敵畏乳油等進行化學防治[30]。
冬季防寒常使用注水結(jié)冰層的方法。11月中下旬果園內(nèi)土壤夜凍晝消時,應在整個低畦內(nèi)注滿水將整株浸泡在水中,要灌足、灌飽。除此之外,冷棚防寒也是越冬防寒的常見方法,在花期時要注意通風透光,控制棚內(nèi)溫度不宜超過25 ℃,避免造成花芽傷害,影響產(chǎn)量[33]。
果實的采收時間為10—11月,果實成熟以果色深紅為準。由于其藤蔓相互纏繞,極少采用手工采摘,大部分栽植園選擇水收采摘。成熟的果實內(nèi)有4個氣腔,果實受到水的沖擊力就會自然脫落浮在水面。水收可以實現(xiàn)高效采收的同時又節(jié)約大量人工采摘的成本。
低溫貯藏是目前果品貯藏常見的方法[34]。劉華認為低溫貯藏漿果可達到較好的保鮮效果[35]。采收后將果實放入塑料食品盒中,盡量避免擠壓和曝曬。現(xiàn)在多數(shù)采用人工的方法,這種方法損傷小,商品果產(chǎn)量高。果實采收后于10~12 ℃預冷10~12 h,使果實溫度降至10 ℃以下再進入冷庫[36]。
蔓越莓適合種植在我國北方?jīng)鏊?、高濕地區(qū),最好是陽光充足的環(huán)境。其根系纖細,適合種植于土質(zhì)疏松、通氣良好的酸性土壤中,土壤pH 4.5~5.5為宜。北方的定植時間最晚不超過5月中旬,并且需要經(jīng)常灌水。利用合理方式進行越冬防寒,采摘時盡量采用水收的方式,采收后冷藏貯存。
作為一個新興和健康的保健果品,蔓越莓在我國具備巨大的市場潛力。果實應考慮鮮食與加工并重,特別是應該著重發(fā)展其深加工產(chǎn)業(yè),如果汁、果醬、果酒等[37]。因此,果實的加工產(chǎn)業(yè)將是其今后的發(fā)展趨勢[38]。
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對生活品質(zhì)的追求不斷提升,越來越認識到功能健康食品的重要性。但是,國內(nèi)蔓越莓加工原料仍主要依靠進口。因此,做好引種試栽、選種、育種以及開發(fā)適應國情的栽培技術是非常必要的,同時可以參考中國藍莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展,借鑒、吸收其成功經(jīng)驗[39]。