蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及光合特性的影響

楊玉凱，林碧英，李彩霞，陳美廷

(福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)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(chǎn)上番茄育苗方式大多以穴盤基質(zhì)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(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[1]。在生產(chǎn)中，育苗基質(zhì)的選擇是穴盤育苗中重要的環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段使用基質(zhì)主要以草炭為主，雖然草炭具有較好的理化性質(zhì)，但因其為不可再生資源，無(wú)節(jié)制開(kāi)采不僅加速其枯竭，而且會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng)[2-3]。因此，發(fā)展優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的育苗基質(zhì)成為工廠化育苗的重要研究方向。由于蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)具有良好的通氣性、持水性，并且含有較高的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素和多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)[4-8]，成為近年來(lái)探討的熱點(diǎn)。尚慶茂等以蚯蚓糞和蛭石為復(fù)合基質(zhì)應(yīng)用于辣椒穴盤育苗中的研究發(fā)現(xiàn)，相比于對(duì)照，3 ∶1(V∶V，下同)的蚯蚓糞與蛭石復(fù)合基質(zhì)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(zhì)研究表明，在純泥碳和蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)中，低比例的蚯蚓糞會(huì)顯著促進(jìn)幼苗葉綠素含量積累和生物產(chǎn)量的提高[10]。本試驗(yàn)以蚯蚓糞為栽培基質(zhì)，探討其對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及光合作用的影響，以期為番茄工廠育苗中基質(zhì)的改良與發(fā)展提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為帥果，由福建省福州市農(nóng)福種苗有限公司提供。蚯蚓糞購(gòu)于山東瓦力生物科技有限公司，其理化性質(zhì)表現(xiàn)為：全氮含量≥2.5%、全磷含量≥2.9%、全鉀含量≥2.2%、有機(jī)質(zhì)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(yàn)方法

試驗(yàn)于2017年3月12日至4月11日在福建農(nóng)林大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程實(shí)踐基地中進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，以常規(guī)育苗復(fù)合基質(zhì)即草炭 ∶蛭石 ∶珍珠巖體積比3 ∶1 ∶1為對(duì)照(表1)。將各處理復(fù)合基質(zhì)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(duì)應(yīng)基質(zhì)，并澆透水。苗期僅澆清水，播種后第7天進(jìn)行出苗率的統(tǒng)計(jì)，并于第30天對(duì)其生長(zhǎng)、生物量及光合特性等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

表1 復(fù)合基質(zhì)配方(體積比)

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 出苗率計(jì)算

出苗率=出苗數(shù)/播種數(shù)×100%。

1.3.2 幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)及生物量測(cè)定 莖粗，用游標(biāo)卡尺測(cè)量子葉下部節(jié)間2個(gè)方向的莖粗直徑，求平均值；株高，用直尺測(cè)量根莖分界處到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度；根長(zhǎng)、根體積、根總面積、分根數(shù)及根尖數(shù)采用根系分析儀進(jìn)行測(cè)量；幼苗干質(zhì)量采用感量0.1 mg電子天平測(cè)量。

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

1.3.3 光合色素及光合參數(shù)測(cè)定 光合色素含量采用混合提取液(V無(wú)水乙醇∶V丙酮∶V蒸餾水=4.5 ∶4.5 ∶1)[11]進(jìn)行提??；光合參數(shù)采用光合儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)DPS(7.05)軟件的Duncan’s進(jìn)行單因素方差分析，并用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著分析(P<0.05)。圖表中數(shù)據(jù)為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。

2 結(jié)果與分析

2.1 蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)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(dá)到95%，較CK提高了17.28百分點(diǎn)，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(diǎn)。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(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗形態(tài)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(guò)11 cm，其中T4處理最高，達(dá)12.4 cm。從莖粗上看，含有蚯蚓糞的基質(zhì)處理要顯著高于對(duì)照，其具體表現(xiàn)為T1>T2>T4>T3>CK，分別為CK的2.10、1.94、1.90、1.78倍。說(shuō)明蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)能顯著提高幼苗的株高和莖粗。

2.3 蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生物量、根冠比和壯苗指數(shù)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(dá)到0.161。而各蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)處理下番茄幼苗的生物量和壯苗指數(shù)要顯著高于CK。其中，T2處理下番茄幼苗的莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)均最大，分別為0.166 mg、0.026 mg、0.192 mg、0.084，顯著高于CK。說(shuō)明T2處理有利于番茄幼苗生物量積累，提高其壯苗指數(shù)。

表2 蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生物量、根冠比和壯苗指數(shù)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平。下同。

2.4 蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗根系生長(zhǎng)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(xiàn)為T2>T1>T4>T3>CK。其中，T2處理下番茄幼苗跟體積最大，達(dá)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(fù)合基質(zhì)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(dá)到24.89 cm2；T1與T2差異不顯著；CK最小，僅有6.87 cm2。根尖數(shù)測(cè)定的結(jié)果表明，T4處理下番茄幼苗的根尖數(shù)最多，達(dá)519根，為CK的2.36倍；T3處理下最少，僅為209根，但相比于CK無(wú)顯著變化。T2處理番茄幼苗的分根數(shù)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(zhǎng)最大，達(dá)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(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗根系生長(zhǎng)的影響

2.5 蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗光合色素含量的影響

由表4可知，不同蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)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(xiàn)為T2>T4>T3>T1>CK，其中T2處理的含量最高，達(dá)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(dá)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(wú)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(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗光合色素含量的影響

2.6 蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗葉片光合參數(shù)的影響

由表5可知，各蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)處理對(duì)番茄幼苗光合作用具有不同程度的促進(jìn)作用，各處理復(fù)合基質(zhì)番茄幼苗的凈光合速率大小具體表現(xiàn)為T2>T1>T3>T4>CK。其中T2處理下番茄幼苗的凈光合速率達(dá)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(shí)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(dá)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(dǎo)度以T2最高，高達(dá)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(dǎo)度要低于CK。番茄幼苗葉片胞間CO2溶度大小具體表現(xiàn)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(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗葉片光合參數(shù)的影響

3 討論與結(jié)論

蔬菜進(jìn)行基質(zhì)育苗時(shí)，除了基質(zhì)本身具有較好的理化性質(zhì)，還應(yīng)含有豐富多樣的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，方可獲得健壯幼苗[12]。而蚯蚓糞作為育苗基質(zhì)具備基質(zhì)的良好特性[13-14]，對(duì)促進(jìn)蔬菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)揮著重要作用。張志剛等研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞基質(zhì)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(rèn)為，以恰當(dāng)比例的蚯蚓糞原料為育苗基質(zhì)，不僅可以促進(jìn)白菜苗的生長(zhǎng)，還可提高其營(yíng)養(yǎng)元素的積累[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)不僅可以促進(jìn)番茄幼苗的生長(zhǎng)，對(duì)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(shù)、光合色素積累、光合參數(shù)指標(biāo)表現(xiàn)出綜合優(yōu)勢(shì)，效果最為突出，可用于番茄工廠化育苗基質(zhì)進(jìn)行推廣。