蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗生長及光合特性的影響

楊玉凱，林碧英，李彩霞，陳美廷

(福建農林大學園藝學院，福建福州 350002)

番茄別稱西紅柿，是全世界栽培最為普遍的果菜之一。生產上番茄育苗方式大多以穴盤基質育苗為主，穴盤育苗具有促早熟、定植后緩苗快、提高抗逆性和便于工廠化生產等優點[1]。在生產中，育苗基質的選擇是穴盤育苗中重要的環節，現階段使用基質主要以草炭為主，雖然草炭具有較好的理化性質，但因其為不可再生資源，無節制開采不僅加速其枯竭，而且會嚴重破壞生態系統[2-3]。因此，發展優質、環保的育苗基質成為工廠化育苗的重要研究方向。由于蚯蚓糞復合基質具有良好的通氣性、持水性，并且含有較高的礦質營養元素和多種植物生長調節物質[4-8]，成為近年來探討的熱點。尚慶茂等以蚯蚓糞和蛭石為復合基質應用于辣椒穴盤育苗中的研究發現，相比于對照，3 ∶1(V∶V，下同)的蚯蚓糞與蛭石復合基質育苗效果最佳[9]。劉健等以不同比例的蚯蚓糞為原料作為白菜穴盤育苗基質研究表明，在純泥碳和蚯蚓糞復合基質中，低比例的蚯蚓糞會顯著促進幼苗葉綠素含量積累和生物產量的提高[10]。本試驗以蚯蚓糞為栽培基質，探討其對番茄幼苗生長及光合作用的影響，以期為番茄工廠育苗中基質的改良與發展提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為帥果，由福建省福州市農福種苗有限公司提供。蚯蚓糞購于山東瓦力生物科技有限公司，其理化性質表現為：全氮含量≥2.5%、全磷含量≥2.9%、全鉀含量≥2.2%、有機質含量≥45%、腐殖酸含量≥40%、黃腐酸含量≥8.0%、含水率≥30%、pH值6.5。

1.2 試驗方法

試驗于2017年3月12日至4月11日在福建農林大學設施農業科學與工程實踐基地中進行。試驗共設4個處理，每個處理3次重復，以常規育苗復合基質即草炭 ∶蛭石 ∶珍珠巖體積比3 ∶1 ∶1為對照(表1)。將各處理復合基質混勻后裝入50孔育苗盤中，每穴播1粒種子，播種后覆上1 cm左右厚相對應基質，并澆透水。苗期僅澆清水，播種后第7天進行出苗率的統計，并于第30天對其生長、生物量及光合特性等相關指標進行測定。

表1 復合基質配方(體積比)

1.3 測定指標與方法

1.3.1 出苗率計算

出苗率=出苗數/播種數×100%。

1.3.2 幼苗的生長指標及生物量測定 莖粗，用游標卡尺測量子葉下部節間2個方向的莖粗直徑，求平均值；株高，用直尺測量根莖分界處到生長點的高度；根長、根體積、根總面積、分根數及根尖數采用根系分析儀進行測量；幼苗干質量采用感量0.1 mg電子天平測量。

根冠比=地下部干質量/地上部干質量；壯苗指數=(莖粗/株高+地下部干質量/地上部干質量)×全株干質量。

1.3.3 光合色素及光合參數測定 光合色素含量采用混合提取液(V無水乙醇∶V丙酮∶V蒸餾水=4.5 ∶4.5 ∶1)[11]進行提取；光合參數采用光合儀測定。

1.4 數據處理

試驗數據DPS(7.05)軟件的Duncan’s進行單因素方差分析，并用新復極差法進行差異顯著分析(P<0.05)。圖表中數據為“平均值±標準差”。

2 結果與分析

2.1 蚯蚓糞復合基質對番茄出苗率影響

由圖1可知，T4處理下番茄的出苗率最高，達到95%，較CK提高了17.28百分點，且與各處理差異顯著。其次是T3和T2，分別較CK提高了8.16、6.12百分點。T1處理下番茄出苗最低，僅為61.67%，顯著低于CK。

2.2 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗形態的影響

由圖2可知，各處理的株高均顯著的高于CK，其中CK株高僅為5.63 cm，而其他各處理株高均超過11 cm，其中T4處理最高，達12.4 cm。從莖粗上看，含有蚯蚓糞的基質處理要顯著高于對照，其具體表現為T1>T2>T4>T3>CK，分別為CK的2.10、1.94、1.90、1.78倍。說明蚯蚓糞復合基質能顯著提高幼苗的株高和莖粗。

2.3 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗生物量、根冠比和壯苗指數的影響

由表2可知，番茄幼苗根冠比以CK最大，顯著高于其他處理，達到0.161。而各蚯蚓糞復合基質處理下番茄幼苗的生物量和壯苗指數要顯著高于CK。其中，T2處理下番茄幼苗的莖葉干質量、根干質量、全株干質量、壯苗指數均最大，分別為0.166 mg、0.026 mg、0.192 mg、0.084，顯著高于CK。說明T2處理有利于番茄幼苗生物量積累，提高其壯苗指數。

表2 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗生物量、根冠比和壯苗指數的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平。下同。

2.4 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗根系生長的影響

由表3可知，各處理(除T3外)下番茄幼苗的根體積較CK均有顯著的提高，具體表現為T2>T1>T4>T3>CK。其中，T2處理下番茄幼苗跟體積最大，達到0.31 cm3，為CK和T3根體積的6.2、2.6倍，相比于T1、T4也分別提高了19.23%、47.62%。各蚯蚓糞復合基質處理下的番茄幼苗的根系表面積與CK相比差異顯著，其中T2處理最大，達到24.89 cm2；T1與T2差異不顯著；CK最小，僅有6.87 cm2。根尖數測定的結果表明，T4處理下番茄幼苗的根尖數最多，達519根，為CK的2.36倍；T3處理下最少，僅為209根，但相比于CK無顯著變化。T2處理番茄幼苗的分根數最高，為CK的4.41倍，而T1、T3、T4也均顯著高于CK，分別為CK的4.08、1.74、2.75倍。T1處理下的番茄幼苗根系總長最大，達到 162 cm；CK最小，僅為53 cm；T2與T4差異不顯著，但均顯著高于CK。

表3 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗根系生長的影響

2.5 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗光合色素含量的影響

由表4可知，不同蚯蚓糞復合基質處理下番茄幼苗的光合色素含量是不同的。其中，各處理番茄幼苗葉綠素a含量相比于CK均有不同程度的提高，具體表現為T2>T4>T3>T1>CK，其中T2處理的含量最高，達到1.32 mg/g，較CK提高59.04%。而番茄幼苗葉綠素b和類胡蘿卜素含量也是在T2處理下最高，尤其是葉綠素b含量，T2處理下達到 0.53 mg/g，為CK的1.71倍，而T3和T4的含量相同，均為CK的1.68倍。CK的葉綠素a/b值最高，為2.69；其次是T1，為2.60，與CK無顯著差異；T2、T3、T4處理間葉綠素a/b值差異不顯著，但較CK都有較大降低。番茄幼苗葉綠素a+b含量在T2、T3、T4處理間差異不顯著，但較CK都有明顯提高，分別相較于CK提高了62.28%、57.89%、58.77%。

表4 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗光合色素含量的影響

2.6 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗葉片光合參數的影響

由表5可知，各蚯蚓糞復合基質處理對番茄幼苗光合作用具有不同程度的促進作用，各處理復合基質番茄幼苗的凈光合速率大小具體表現為T2>T1>T3>T4>CK。其中T2處理下番茄幼苗的凈光合速率達到4.92 μmol/(m2·s)，為所有處理中凈光合速率的最大值，是CK的6.74倍，同時也顯著高于T1、T3、T4，分別是T1、T2、T4的2.86、2.95、3.94倍。番茄幼苗的蒸騰速率以T2處理最大，達1.12 mmol/(m2·s)；其次為T1，為0.41 mmol/(m2·s)；T4處理最小，僅為 0.17 mmol/(m2·s)。各處理間番茄幼苗葉片的氣孔導度以T2最高，高達52.17 mmol/(m2·s)，是CK的3.42倍；T1其次，為18.45 mmol/(m2·s)；而T3和T4處理下的氣孔導度要低于CK。番茄幼苗葉片胞間CO2溶度大小具體表現為CK>T1>T2>T3>T4，CK處理下的胞間CO2溶度顯著高于其他處理。水分利用率則以T4處理最高，為CK的3.44倍；T1、T2、T3處理間差異不顯著，但均顯著高于CK。

表5 蚯蚓糞復合基質對番茄幼苗葉片光合參數的影響

3 討論與結論

蔬菜進行基質育苗時，除了基質本身具有較好的理化性質，還應含有豐富多樣的營養物質，方可獲得健壯幼苗[12]。而蚯蚓糞作為育苗基質具備基質的良好特性[13-14]，對促進蔬菜幼苗生長發揮著重要作用。張志剛等研究發現，蚯蚓糞基質可以有效地提高茄果類蔬菜穴盤苗的耐熱性[15]。劉健等研究認為，以恰當比例的蚯蚓糞原料為育苗基質，不僅可以促進白菜苗的生長，還可提高其營養元素的積累[16]。本試驗結果表明，蚯蚓糞復合基質不僅可以促進番茄幼苗的生長，對于番茄幼苗的光合作用也有顯著的影響。其中，T2處理下的番茄的出苗率、株高、莖粗、生物量、壯苗指數、光合色素積累、光合參數指標表現出綜合優勢，效果最為突出，可用于番茄工廠化育苗基質進行推廣。