摘 要：為解決藍莓繁育困難問題，選配改進后的現(xiàn)代溫控儀表和適宜的濕度、光照監(jiān)測儀表，研制了藍莓扦插育苗專用的時序噴淋控制器，連續(xù)2年用于藍莓新梢溫室扦插育苗環(huán)境控制，取得預(yù)期效果。插后90天，藍莓新梢插穗生根率高于9600%，每株平均生根數(shù)多于691條，插穗死亡率低于400%，新苗壯苗率大于9390%，與傳統(tǒng)的藍莓枝條扦插和組培繁育相比，育苗周期和成本顯著降低。

關(guān)鍵詞：藍莓；溫室繁育；新梢扦插；環(huán)境因子；測控儀表

中圖分類號：S663.904+.3 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）11-0042-05

溫度、濕度和光照強度是藍莓（Vaccinium corymbosum L）新梢溫室扦插育苗的主要環(huán)境因子，這3種因子的調(diào)控精度和范圍，對育苗成活率和新苗質(zhì)量具有關(guān)鍵作用[1～4]。目前國內(nèi)藍莓繁育，主要靠露地扦插、保護地扦插、組織培養(yǎng)3種方式[5～7]。藍莓新梢溫室扦插育苗，是保護地扦插育苗常用的一種[8]，因其育苗周期、操作難度和成本均低于組培育苗[9]，而成活率又顯著高于露地扦插[10]，所以這種繁育方式發(fā)展迅速，全國各地出現(xiàn)了多種類型的藍莓扦插育苗溫室。但由于受技術(shù)水平、設(shè)施育苗經(jīng)驗和經(jīng)濟基礎(chǔ)等條件限制，對溫室育苗環(huán)境主要因子的監(jiān)測，仍普遍沿用傳統(tǒng)的水銀柱、煤油柱和機械感應(yīng)式等檢測儀表[11]。這類儀器反應(yīng)速度慢，功能單一，使用過程需頻繁進入溫室內(nèi)查看檢測點數(shù)值，對不同高度、不同位置易造成檢測值差異以及在風雨天氣很難及時檢測到環(huán)境因子準確數(shù)據(jù)，造成插穗生根難、育苗成活率低、新苗質(zhì)量差的后果[12]。而先進的現(xiàn)代測控儀表，功能靈敏，檢測速度快，經(jīng)合理選配或改進后，可實現(xiàn)對主要育苗環(huán)境因子的多點遙測、遙控及可遠距離觀察的LED檢測值顯示[13]，有利于對育苗環(huán)境不同高度、不同位置的溫度、濕度等環(huán)境因子場的高精度寬范圍調(diào)控。為此，本試驗應(yīng)用現(xiàn)代測控技術(shù)連續(xù)兩年進行調(diào)控育苗環(huán)境研究，選配了改進的現(xiàn)代溫控儀表和適宜的濕度、光照監(jiān)測儀表，研制了配套的時序噴淋控制器，用于藍莓新梢溫室扦插育苗環(huán)境控制，達到了提高育苗成活率和新苗質(zhì)量，降低育苗成本的目的。

1 材料與方法

11 試材及扦插管理

試驗設(shè)在山東省果樹研究所藍莓繁育試驗基地（山東省泰安市夏張鎮(zhèn)），2010、2011年均在3個相同的育苗溫室內(nèi)對3個藍莓品種進行扦插育苗重復(fù)試驗，每個溫室扦插1個品種，每個品種扦插8萬株，品種分別為北高叢藍莓喜來（Sierra）、南高叢藍莓夏普藍（Sharpblue）和半高叢藍莓品種北陸（Northland）。 每年5月5日扦插，8月5日起苗，插穗選取上年育成的健壯新苗，剪取半木質(zhì)化頂端新梢10～15 cm為插穗，去除基部3～5 cm區(qū)段內(nèi)的葉片，插穗基部剪成光滑斜面，扦插前用1 000 mg/L吲哚丁酸（IBA）處理插穗基部30 s，處理后插穗垂直插入基質(zhì)為苔蘚的育苗穴盤中，扦插完成后，根據(jù)小拱棚內(nèi)的環(huán)境因子檢測數(shù)據(jù)，手動設(shè)定間歇噴淋控制器的噴淋和間歇時間，同時調(diào)節(jié)遮陽面積、棚膜縫隙及噴水形狀，使小拱棚內(nèi)溫濕度參數(shù)盡快達到指標要求。插后1周內(nèi)是插穗的適應(yīng)期，溫濕度及光照都不宜太高，1周后要求高溫高濕環(huán)境，且波動幅度要小，25天插穗生根后溫濕度下限值可適當下調(diào)，波動范圍可適當增加，育苗期內(nèi)基質(zhì)含水量控制在17%～21%范圍內(nèi)，每周進行1次殺菌劑處理，扦插后不同時期3種環(huán)境因子調(diào)控范圍及平均檢測值如表1所示，插后85天3個藍莓品種的插穗新苗及根系生長情況見圖1。

表1 扦插后不同時期3種環(huán)境因子 調(diào)控范圍及平均檢測值

12 育苗溫室結(jié)構(gòu)與測控儀表配置

溫室結(jié)構(gòu)是根據(jù)藍莓嫩梢扦插育苗的特點設(shè)計的，其組成與結(jié)構(gòu)如圖2所示。磚墻厚50 cm，弧形鋼管支架上下端分別固定在墻體和地面上，鋼管橫梁固定在鋼管支架上，鋼管橫梁外覆塑料薄膜、遮陽網(wǎng)和保溫棉被。溫室沿東西方向建成，其長、寬、頂高尺寸分別為50、7、3 m，磚墻壘在北端，墻體頂部固定有15 kW電動卷簾機，該卷簾機的卷軸分別卷接外遮陽網(wǎng)和保溫棉被的上端。在外覆塑料薄膜頂部距墻體50 cm和距地面35 cm處沿鋼管橫梁方向設(shè)有兩個與溫室長度相同、寬度可調(diào)的換氣縫隙。溫室內(nèi)的頂部中間位置沿東西方向每5 m設(shè)有一個1 kW 熱光燈，可調(diào)噴頭連通在溫室主水管下方，距小拱棚頂部垂直高度50 cm，沿東西方向每2 m設(shè)1個。小拱棚建在溫室內(nèi)，東西走向，其長、寬、頂高尺寸分別為47、2、07 m，小拱棚由拱形支架及搭接在支架上的塑料薄膜和遮陽網(wǎng)組成，內(nèi)塑料薄膜與地面的連接處，設(shè)置成兩處寬度可調(diào)的換氣縫隙，縫隙長度與

1：電動卷簾機；2：保溫棉被；3：溫室遮陽網(wǎng)；4：溫室塑料薄膜；5：鋼管橫梁；6：鋼管支架；7：小拱棚遮陽網(wǎng)；8：小拱棚塑料薄膜；9：小拱棚支架；10：生根穴盤；11：漏水沙床；12：磚墻；13：熱光燈；14：主水管固定鋼筋；15、16、17：主水管；18、19、20：可調(diào)噴霧頭；P1、P2、P3：3個相同的小拱棚結(jié)構(gòu)。

圖2 育苗溫室結(jié)構(gòu)與測控儀表配置

小拱棚長度相同，每個小拱棚內(nèi)設(shè)有均勻分布的生根穴盤，以及相應(yīng)的測控儀表的溫濕度探頭，生根穴盤的底部設(shè)有漏水沙床。設(shè)于小拱棚內(nèi)的主水管固定在生根穴盤的上方，可調(diào)噴頭距穴盤垂直高度40 cm，沿東西方向每15 m設(shè)1個。

本試驗選配3種現(xiàn)代測控儀表與時序噴淋控制器等執(zhí)行器件組合，分別完成對育苗環(huán)境溫度、濕度、光照3種主要因子的監(jiān)測。選用儀表分別為數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)儀、 數(shù)顯濕度調(diào)節(jié)儀和數(shù)顯照度計，其中溫度調(diào)節(jié)儀因溫度漂移參數(shù)達不到要求而自行進行了電路改進[14]，時序噴淋控制器[15、16]系根據(jù)需要自行研制。

13 育苗環(huán)境因子調(diào)控方法

對溫室育苗環(huán)境主要環(huán)境因子的調(diào)控，主要通過現(xiàn)代測控儀表監(jiān)測和人工操作調(diào)控的方法完成。育苗環(huán)境是指溫室內(nèi)相對獨立的局部環(huán)境，一個檢測點只能檢測某一點的環(huán)境因子值，而溫室內(nèi)不同高度和位置的檢測值存在較大差異，靠單點監(jiān)測，無法完成對育苗環(huán)境的準確調(diào)控。為此，本試驗應(yīng)用現(xiàn)代測控儀表，通過對育苗環(huán)境不同位置的多點監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，根據(jù)育苗環(huán)境不同位置形成的因子場分布和變化規(guī)律進行調(diào)控，實現(xiàn)了對育苗環(huán)境主要因子的寬范圍、高精度動態(tài)調(diào)控，其調(diào)控方法如圖3所示。主要經(jīng)溫室育苗環(huán)境監(jiān)測、溫室外層一級調(diào)控、環(huán)境因子檢驗、小拱棚內(nèi)育苗環(huán)境二級調(diào)控、小拱棚內(nèi)扦插育苗適宜環(huán)境五部分完成。

圖3 藍莓新梢溫室扦插育苗主要環(huán)境因子調(diào)控方法

溫室內(nèi)溫度和光照強度的一級調(diào)控由人工根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)卷簾機、遮陽網(wǎng)、時序噴淋、熱光燈、外層膜縫隙等設(shè)施的工作狀態(tài)來完成。濕度調(diào)控由自行研制時序噴淋裝置自動完成，噴淋時間可在1～99 s內(nèi)任意設(shè)定，間歇時間可在1～99 min內(nèi)任意設(shè)定。當一級調(diào)控使溫室內(nèi)各項因子指標達到設(shè)定要求時，由人工將小拱棚膜縫隙調(diào)整到最大，使小拱棚內(nèi)各項因子指標與溫室內(nèi)一致；當一級調(diào)控不能使溫室內(nèi)各項因子指標達到設(shè)定要求時，再由小拱棚進行二級調(diào)控，小拱棚內(nèi)溫度和光照強度的二級調(diào)控由人工根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)小拱棚遮陽網(wǎng)、熱光燈、小拱棚膜縫隙等設(shè)施的工作狀態(tài)來完成，濕度調(diào)控仍由自行研制的時序噴淋器自動完成。經(jīng)小拱棚二級調(diào)控，使小拱棚內(nèi)主要環(huán)境指標都能適宜藍莓嫩梢扦插育苗要求。

2 主要環(huán)境因子的調(diào)控

21 溫度調(diào)控

育苗環(huán)境溫度包括氣溫和育苗基質(zhì)溫度，氣溫調(diào)控主要由人工操控的電動卷簾機、熱光燈、保溫棉被、遮陽網(wǎng)、棚膜縫隙等裝置完成，氣溫檢測由設(shè)置在棚外的溫度測控儀表完成，其測溫探頭采用具有防水功能的PT-100型熱敏電阻，固定于溫室內(nèi)具有溫度代表性的位置。白天，當外界氣溫高于溫室且溫室氣溫需調(diào)高時，電動卷簾機把保溫棉被卷到最小，同時，調(diào)節(jié)溫室塑膜縫隙，增加溫室內(nèi)外空氣交換量，縮小溫室遮陽面積，如遮陽面積降到最小后還需升溫，則減少溫室內(nèi)小拱棚上遮陽面積，如小拱棚遮陽面積達到最小后仍需升溫，則需關(guān)閉小拱棚塑膜縫隙，開啟熱光燈加溫。根據(jù)國內(nèi)氣候條件，經(jīng)過這三級升溫措施，可以在一年四季都滿足藍莓新梢扦插生根對高溫的需求。同理，當需降低育苗環(huán)境氣溫時，通過增加遮陽面積和調(diào)節(jié)塑膜縫隙完成。當溫室和小拱棚全被遮陽網(wǎng)遮蔽后仍需降溫，則開啟溫室主水管，通過可調(diào)噴頭向小拱棚噴淋井水，利用較低的水溫，降低小拱棚內(nèi)溫度。當需要保溫或夜間調(diào)節(jié)溫度時，也是通過調(diào)控以上裝置完成。該調(diào)控方式可在育苗期內(nèi)把小拱棚溫度，動態(tài)控制在藍莓嫩梢扦插育苗適宜溫度20～35℃以內(nèi)。

穴盤內(nèi)育苗基質(zhì)的溫度調(diào)控，主要靠調(diào)整噴淋時間、噴水量及氣溫完成，需增加基質(zhì)溫度時，除增加或保持棚溫外，還要在保證濕度的前提下減少噴水時間，使基質(zhì)內(nèi)漏過的水量減小，基質(zhì)溫度回升。反之，增加噴水時間，使基質(zhì)溫度下降。該研究使用的育苗基質(zhì)是苔蘚，其溫度明顯受漏過的水量大小和氣溫控制，該調(diào)控方式可在育苗期內(nèi)把育苗基質(zhì)溫度，動態(tài)控制在藍莓嫩梢扦插育苗適宜溫度18～32℃以內(nèi)。

22 濕度調(diào)控

育苗環(huán)境濕度調(diào)控以測控儀表檢測值為依據(jù)，當溫室溫濕度等指標全部符合要求時，由人工操作將小拱棚塑膜縫隙調(diào)節(jié)到最大即可。當濕度指標達不到要求時，小拱棚內(nèi)的濕度調(diào)控，由自行研制的時序噴淋控制器控制水泵、噴頭等裝置自動完成。調(diào)控過程主要由小拱棚濕度檢測、小拱棚塑膜縫隙、噴淋時間時序控制、執(zhí)行設(shè)備、可調(diào)噴頭和育苗環(huán)境濕度6個單元部分組成。圖4是其工作原理框圖。

圖4 時序噴淋控制裝置濕度調(diào)控過程工作原理

噴淋時由時序控制單元、控制執(zhí)行設(shè)備和可調(diào)噴頭控制對生根穴盤噴淋。噴淋時間可通過時序噴淋控制器的機械式撥碼器在1～99 s內(nèi)任意設(shè)定，間歇時間可通過時序噴淋控制器的另一機械式撥碼器在1～99 min內(nèi)任意設(shè)定，噴淋和間歇時間自動循環(huán)運行；噴淋形狀可通過可調(diào)噴頭手動調(diào)節(jié)，可以是霧狀、點狀和細絲狀?？赏ㄟ^增加工作時間或減少循環(huán)時間，也可通過增加噴淋時間或減少間隔時間來加大小拱棚濕度。同理，可通過減少工作時間或增加循環(huán)時間，也可通過減少噴淋時間或增加間隔時間降低小拱棚濕度，該調(diào)控方式可在育苗期內(nèi)把小拱棚濕度，動態(tài)控制在藍莓嫩梢扦插育苗適宜相對濕度70%～99%以內(nèi)。

23 光照調(diào)控

育苗環(huán)境光強度調(diào)控主要通過調(diào)節(jié)溫室和小拱棚遮陽網(wǎng)遮蓋面積和改變熱光燈光照時間實現(xiàn)，需增加光強時，可減小遮陽面積或利用熱光燈補光。反之增加遮陽面積，關(guān)閉減少熱光燈工作時間。光強度調(diào)控也會影響溫室及小拱棚溫度，所以在調(diào)控過程要結(jié)合當時光溫相互影響規(guī)律，共同調(diào)控。

3 結(jié)果與分析

3個溫室所育3個品種的藍莓新苗，普遍根系發(fā)達，長勢旺盛，插后90天起苗，起苗前在每個溫室內(nèi)的多個位置隨機抽取300棵插穗苗，調(diào)查其生根率等參數(shù)，調(diào)查結(jié)果基本一致（見表2），2011年試驗結(jié)果的主要參數(shù)略好于2010年，可能與育苗期管理和操作經(jīng)驗有關(guān)。育苗成活率高的原因，可能與育苗期內(nèi)溫濕度動態(tài)調(diào)控精度高有關(guān)。本試驗利用大小拱棚二次調(diào)節(jié)溫度參數(shù)，加上熱光燈的補償作用，使扦插1周后的育苗環(huán)境溫度穩(wěn)定在上限點附近，波動范圍很小，適當?shù)母邷丶由戏€(wěn)定的高濕度，有力促進了插穗的生根效率。采用自行研制的噴淋時序控制器自動調(diào)控濕度，使扦插1周后的育苗環(huán)境相對濕度穩(wěn)定在98%左右，噴淋和間歇時間的控制精度，遠高于人工操作控制[17]，扦插初期的高溫高濕環(huán)境可能是促進插穗快速生根，從而使新苗健壯的主要原因。另外，插穗生根后溫濕度下限控制范圍逐漸增加，使育苗環(huán)境溫濕度都相對降低，溫度下降減少了葉片的蒸騰速率，使葉片保持翠綠，光合作用旺盛，濕度降低有利于育苗過程的病害預(yù)防，這兩點也是新苗健壯的重要原因。

4 結(jié)論

4.1 應(yīng)用現(xiàn)代測控儀表及配套的專業(yè)執(zhí)行器件，監(jiān)測和調(diào)控藍莓新梢溫室扦插育苗主要環(huán)境因子，調(diào)控精度遠高于采用傳統(tǒng)的老式儀表和執(zhí)行器件，勞動強度顯著降低，兩年三品種扦插育苗成活率均在93%以上，與傳統(tǒng)的果樹扦插及組培繁育相比，育苗周期和成本顯著降低。

4.2 本試驗形成的新梢扦插育苗環(huán)境控制技術(shù)，對其它品種的藍莓扦插育苗具有重要參考價值。

4.3 對現(xiàn)代測控儀表的選配、改進及研制專業(yè)性執(zhí)行器件的技術(shù)水平還有待進一步提高。

參 考 文 獻：

[1] 沈元月，郭家選，高東升 溫度與果樹設(shè)施園藝[J]山東農(nóng)業(yè)大學學報，2000，31（2）：217-220

[2] 張道輝，劉慶忠，魏海蓉，等一種誘導(dǎo)甜櫻桃矮化砧新梢扦插生根的環(huán)境因子調(diào)控裝置中國，ZL 2010201164877[P] 2011-01-26

[3] Joseph J A，Shukitt-Hale B，Denisova N A，et alReversals of age-related decines in neuronal signal transduction， cognitive，and motor behavioral deficits with blueberry，spinach，or strawberry dietary supplementation [J]J Neuro Sci，1999，19（18）：8114-8121

[4] 張道輝，劉慶忠，王甲威，等半日光間歇彌霧果樹育苗系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]農(nóng)業(yè)工程學報，2011，27（3）：266-270

[5] 李麗敏，趙春雷，郝慶升中外藍莓產(chǎn)業(yè)比較研究[J]中國農(nóng)學通報，2010，26（23）：354-359

[6] 陳慧都，郝 瑞，關(guān)愛年，等越橘工廠化育苗研究[J]中國農(nóng)業(yè)科學，1990，23（3）：44-50

[7] 劉慶忠，張道輝，韓 勇高管藍莓組培新梢一步成苗方法：中國，2008101383142[P] 2010-11-03

[8] 王甲威，張道輝，魏海蓉，等藍莓嫩枝半日光間歇彌霧扦插育苗技術(shù)研究[J]山東農(nóng)業(yè)科學，2012，44（2）：44-47

[9] 李文金，賈匯紅， 王均華，等 歐洲甜櫻桃矮化砧木Rus-25的組織培養(yǎng)與植株再生[J]植物生理學通訊， 2004，40（6）：718

[10]孫寶貴藍莓扦插育苗技術(shù)[J]北方園藝，2003，4：30

[11]張道輝，劉慶忠，宗曉娟，等農(nóng)用溫控儀表測溫誤差及改進研究[J]山東農(nóng)業(yè)科學，2011，2：95-98

[12]李福忠，劉家慶，陳寶成美登藍莓的嫩枝扦插繁育技術(shù)[J]吉林林業(yè)科技，2010，39（4）：49-51

[13]劉振永，郭 鵬，張 瑋，等基于ARM的溫濕度無線監(jiān)控系統(tǒng) [J]儀表技術(shù)與傳感器，2009，12：108-110

[14]張道輝，趙紅軍，周廣芳，等 農(nóng)產(chǎn)品貯藏設(shè)施溫控儀表溫度漂移控制方法[J]農(nóng)業(yè)機械學報，2010，41（6）：108-112

[15]張道輝，劉慶忠，沈廣寧，等低成本多用途時序控制器的研制與應(yīng)用[J]落葉果樹，2009，4：56-57

[16]張道輝，魯墨森，王太明，等電子測控儀器標準信號輸出裝置：中國，002475219[P]2001-05-16

[17]趙春江，薛緒掌，王 秀，等精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的研究進展與展望[J]農(nóng)業(yè)工程學報，2003，19（4）：7-12