蚓糞基質(zhì)對辣椒幼苗生長的促進效應(yīng)及作用機理研究.pdf

1、基質(zhì)是幼苗生存的場所，也是幼苗所需水分、養(yǎng)分、溫度等的介質(zhì)，有支撐、營養(yǎng)作物的基本功能。當前在世界范圍內(nèi)農(nóng)、林、花卉業(yè)生產(chǎn)所需的育苗基質(zhì)中，以泥炭為原料的基質(zhì)產(chǎn)品始終占主導地位。然而泥炭地是全球重要的聚碳系統(tǒng)，賦存條件改變和資源化利用會導致泥炭釋放出大量的CO2、CH4、N2O等溫室氣體，泥炭資源有限，大量開采會破壞濕地生態(tài)系統(tǒng)，隨著人們對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注，探求既環(huán)保又經(jīng)濟的新型基質(zhì)已成為重要課題。
　　 蚓糞是蚯蚓通過體腔消化道

2、消解有機固廢的產(chǎn)物，具有很好的孔性、通氣性、排水性和高的持水量，有很大的表面積，使得許多有益微生物得以生存并具有良好的吸收和保持營養(yǎng)物質(zhì)的能力，可以為植物生長發(fā)育提供一個良好的生境，作為有機代用基質(zhì)具備了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的前提條件，但有關(guān)這方面的具體研究還不多。
　　 本研究在分析通過蚯蚓過腹處理牛糞而得到的蚓糞的基本性質(zhì)和不同蚓糞基質(zhì)配方的基礎(chǔ)上，以辣椒幼苗為作為植物材料，研究蚓糞基質(zhì)對辣椒幼苗生長過程的影響，并探討蚓糞基質(zhì)培育辣椒

3、壯苗的機理。結(jié)果表明，蚓糞基質(zhì)對辣椒幼苗生長有明顯促進作用，有利于形成壯苗，主要結(jié)果如下:
　　 蚓糞的結(jié)構(gòu)性好，具有較多的微空隙、層狀和顆粒狀結(jié)構(gòu)。蚓糞中含有大量促使蚓糞形成良好微結(jié)構(gòu)的風干后呈凝膠狀的物質(zhì)，這些物質(zhì)可被正丁醇充分淋洗、從而導致蚓糞團聚體結(jié)構(gòu)性變劣，而水無法淋洗出這類物質(zhì)，因此育苗過程中的頻繁澆水不會破壞蚓糞基質(zhì)的優(yōu)良結(jié)構(gòu)。蚯蚓過腹促進了牛糞中木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、糖類及其他碳水化合物的分解，增加了化合物Ⅰ

4、(HPLC保留值為35.12～35.27min)的含量。蚓糞中的微生物區(qū)系豐富，真菌、細菌和放線菌的數(shù)量顯著高于牛糞。有機固廢經(jīng)蚯蚓消解后，細菌群落多樣性及結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，隨著消解時間的延長，蚓糞細菌群落多樣性及結(jié)構(gòu)逐漸趨于穩(wěn)定;蚓糞細菌群落結(jié)構(gòu)的形成受餌料影響，并且在特定餌料間存在一定程度的趨同現(xiàn)象。蚯蚓過腹處理還增加了過氧化氫酶活性。蚓糞中大量的GA3和IAA能夠?qū)χ参锷L產(chǎn)生較大的刺激作用，而脲酶活性的降低在一定程度上有利于蚓糞

5、的氮元素緩釋。
　　 與市售對照基質(zhì)和蛭石（以泥炭為主要原料，氮磷鉀總養(yǎng)分為2.5-5.0％，下同）相比，蚓糞的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、氣/水大于前者，而持水孔隙度、最大持水量、水分截留量、田間持水量小于前者。蚓糞的酸緩沖容量與對照基質(zhì)基本相當，而堿緩沖容量明顯大于對照基質(zhì)。粉碎和高溫滅菌處理降低了蚓糞的酸緩沖容量，增加了堿緩沖容量，高溫滅菌處理效果比粉碎處理更為明顯。
　　 蚓糞基質(zhì)的pH值小于對照基質(zhì)，比對照基質(zhì)

6、的EC值高2～3倍、全氮含量高3～4倍、有效氮含量高2倍左右、全磷含量高1.6～2.0倍、有效磷含量高5～7倍、有機質(zhì)含量高1.5-2.5倍。隨著辣椒幼苗生育期的推延，基質(zhì)pH值呈逐步上升的趨勢，EC呈逐步下降的趨勢，基質(zhì)有效磷含量和鉀含量呈逐步下降的趨勢。
　　 結(jié)果顯示，蚓糞基質(zhì)比對照基質(zhì)更有利于辣椒幼苗的成苗率、展寬、株高、莖粗、葉片數(shù)、莖葉鮮（干）重、根表面積、根粗、根體積、根鮮重等指標的增大，但在苗初期對辣椒幼苗葉片葉

7、綠素、根尖數(shù)、根鮮（干）重、總鮮（干）重、G值和壯苗指數(shù)等無明顯影響，在苗中期和成苗期則明顯提高了這些壯苗評價指標。即蚓糞基質(zhì)對辣椒幼苗各指標的提升效果隨著生育期的推延逐步明顯，其主要原因在于中后期辣椒幼苗的根系已經(jīng)充分發(fā)育，物質(zhì)吸收能力和抵抗環(huán)境能力不斷增強。
　　 以小粒徑蚓糞（蚓糞粉碎后）配制的基質(zhì)比對照基質(zhì)更有利于辣椒幼苗成苗率、莖粗、株高、展寬、葉片數(shù)、根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)、根系活力、G值和壯苗指數(shù)的提高，但

8、導致成苗率、葉綠素含量、根粗發(fā)生不同程度下降。蚓糞粉碎后與蛭石按8～16(∶)1體積比均勻混合后有利于辣椒幼苗形成壯苗。蚓糞粉碎后基質(zhì)促進辣椒幼苗大部分形態(tài)和生理指標增大的主要原因在于:粉碎處理增加了蚓糞的容重、持水孔隙度和成坨性。在蚓糞中添加相同量的蛭石（蚓糞∶蛭石=4:1，V/V）時，粉碎處理會增加蚓糞基質(zhì)的容重、總孔隙度、持水孔隙度、基質(zhì)含水量和成坨性。
　　 蚓糞中添加適量蛭石有利于辣椒幼苗的展寬、葉片數(shù)、根長、根表面積

9、、根體積和根尖數(shù)的增加。蚓糞與蛭石按體積比4:1混合后會導致基質(zhì)在辣椒幼苗整個生育期的pH值增大，全氮、有效氮、全磷、有效磷、水溶性鉀、有機質(zhì)含量和EC值下降。盡管添加蛭石對蚓糞性質(zhì)的改變更有利于辣椒幼苗的生長，但考慮到成本和壯苗育苗效果，基質(zhì)中的蚓糞與蛭石體積比與8:1為宜。
　　 蚓糞基質(zhì)經(jīng)過高溫滅菌處理后比未滅菌的新鮮蚓糞基質(zhì)更有利于辣椒幼苗的葉綠素、莖粗、株高、展寬、葉片數(shù)、鮮（干）重、根長、根粗、根表面積、根體積、根冠

10、比、幼苗G值等壯苗指標的增加。高溫滅菌在使有益微生物失活的同時也使蚓糞中的對植物幼苗生長不利的微生物失活。高溫滅菌過程導致了蚓糞中化合物Ⅰ（HPLC保留值為35.12～35.27min）發(fā)生去飽和、最終衍生出了極性更大的化合物Ⅱ-Ⅴ(HPLC保留值分別為3.09、11.35、17.55、19.07min)，這類極性更大的衍生物水溶性更強，更利于植物的吸收和利用。高溫滅菌也會導致GA3和IAA的增加，GA3增加量尤為明顯。
　　

11、蚓糞基質(zhì)中加入適當?shù)士商岣呃苯酚酌缛~片的葉綠素含量、株高、葉片數(shù)、莖葉鮮（干）重、總鮮（干）重、根表面積，初期根尖數(shù)、中后期的根鮮（干）重、G值、壯苗指數(shù)苗。蚓糞基質(zhì)中添加1.0kg.m-3尿素比添加0.5kg.m-3尿素更有利于辣椒幼苗葉片葉綠素含量、株高、莖粗、葉片數(shù)、莖葉鮮（干）重、根鮮（干）重、總鮮（干）重、G值、根冠比和壯苗指數(shù)苗的增加，但氮肥添加量與辣椒幼苗成苗率呈反比，即過量的尿素氮會導致幼苗的中毒現(xiàn)象。
　　

12、添加氮肥會降低蚓糞基質(zhì)在辣椒幼苗生育期間的pH值，增大基質(zhì)的EC值。1.0kg·m-3尿素添加量比0.5kg.m-3尿素添加量更有利于基質(zhì)有效氮含量保持在較高水平。添加磷鉀肥也會導致基質(zhì)在辣椒幼苗整個生育期的pH值減小，EC值增大，可提高辣椒幼苗的成苗率、展寬、莖葉鮮（干）重、根粗、根體積、總鮮（干）重、G值等壯苗指數(shù)，但對葉綠素含量、株高、莖粗、葉片、根長、根表面積、根鮮（干）重等無明顯影響。
　　 研究結(jié)果顯示，蚓糞基質(zhì)能明

13、顯促進辣椒根、莖和葉等各器官的系統(tǒng)發(fā)育，有利于培育壯苗，其有益效果在中后期更為明顯。蚓糞促進辣椒壯苗形成是綜合因素作用下的結(jié)果，包括孔性、結(jié)構(gòu)性、酸堿緩沖性、鹽緩沖性的增加，較高的植物營養(yǎng)物質(zhì)含量和較強的養(yǎng)分緩釋性能，豐富的有益微生物，大量的活性氨基酸、有益酶、植物激素等，這些有機活性物質(zhì)的存在也是蚓糞促進辣椒壯苗形成的重要原因。
　　 蚓糞中含有大量使蚓糞保持良好微結(jié)構(gòu)的膠狀物質(zhì)，這類物質(zhì)不會被水淋洗損失，保證了育苗過程中澆水

14、措施不會使基質(zhì)的結(jié)構(gòu)性劣變。
　　 在具體應(yīng)用方面，蚓糞基質(zhì)配方以蚓糞與蛭石體積比為8:1、添加0.5-1.0kg.m-3尿素、添加10.0kg.m-3過磷酸鈣和1.0kg.m-3硫酸鉀為宜。在蚓糞基質(zhì)生產(chǎn)過程中，蚓糞采收后應(yīng)該首先進行好氧高溫堆置后熟，這有利于殺滅蚓糞中有害生物、促進更多的植物活性有機物產(chǎn)生，同時盡可能多的保持有益活性微生物數(shù)量。蚓糞后熟后無需風干粉碎，直接過篩使蚓糞具有較好的商品感官即可，這有利于節(jié)約生產(chǎn)成本