蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗生长及光合特性的影响

杨玉凯，林碧英，李彩霞，陈美廷

(福建农林大学园艺学院，福建福州 350002)

番茄别称西红柿，是全世界栽培最为普遍的果菜之一。生产上番茄育苗方式大多以穴盘基质育苗为主，穴盘育苗具有促早熟、定植后缓苗快、提高抗逆性和便于工厂化生产等优点[1]。在生产中，育苗基质的选择是穴盘育苗中重要的环节，现阶段使用基质主要以草炭为主，虽然草炭具有较好的理化性质，但因其为不可再生资源，无节制开采不仅加速其枯竭，而且会严重破坏生态系统[2-3]。因此，发展优质、环保的育苗基质成为工厂化育苗的重要研究方向。由于蚯蚓粪复合基质具有良好的通气性、持水性，并且含有较高的矿质营养元素和多种植物生长调节物质[4-8]，成为近年来探讨的热点。尚庆茂等以蚯蚓粪和蛭石为复合基质应用于辣椒穴盘育苗中的研究发现，相比于对照，3 ∶1(V∶V，下同)的蚯蚓粪与蛭石复合基质育苗效果最佳[9]。刘健等以不同比例的蚯蚓粪为原料作为白菜穴盘育苗基质研究表明，在纯泥碳和蚯蚓粪复合基质中，低比例的蚯蚓粪会显著促进幼苗叶绿素含量积累和生物产量的提高[10]。本试验以蚯蚓粪为栽培基质，探讨其对番茄幼苗生长及光合作用的影响，以期为番茄工厂育苗中基质的改良与发展提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为帅果，由福建省福州市农福种苗有限公司提供。蚯蚓粪购于山东瓦力生物科技有限公司，其理化性质表现为：全氮含量≥2.5%、全磷含量≥2.9%、全钾含量≥2.2%、有机质含量≥45%、腐殖酸含量≥40%、黄腐酸含量≥8.0%、含水率≥30%、pH值6.5。

1.2 试验方法

试验于2017年3月12日至4月11日在福建农林大学设施农业科学与工程实践基地中进行。试验共设4个处理，每个处理3次重复，以常规育苗复合基质即草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩体积比3 ∶1 ∶1为对照(表1)。将各处理复合基质混匀后装入50孔育苗盘中，每穴播1粒种子，播种后覆上1 cm左右厚相对应基质，并浇透水。苗期仅浇清水，播种后第7天进行出苗率的统计，并于第30天对其生长、生物量及光合特性等相关指标进行测定。

表1 复合基质配方(体积比)

1.3 测定指标与方法

1.3.1 出苗率计算

出苗率=出苗数/播种数×100%。

1.3.2 幼苗的生长指标及生物量测定 茎粗，用游标卡尺测量子叶下部节间2个方向的茎粗直径，求平均值；株高，用直尺测量根茎分界处到生长点的高度；根长、根体积、根总面积、分根数及根尖数采用根系分析仪进行测量；幼苗干质量采用感量0.1 mg电子天平测量。

根冠比=地下部干质量/地上部干质量；壮苗指数=(茎粗/株高+地下部干质量/地上部干质量)×全株干质量。

1.3.3 光合色素及光合参数测定 光合色素含量采用混合提取液(V无水乙醇∶V丙酮∶V蒸馏水=4.5 ∶4.5 ∶1)[11]进行提取；光合参数采用光合仪测定。

1.4 数据处理

试验数据DPS(7.05)软件的Duncan’s进行单因素方差分析，并用新复极差法进行差异显著分析(P<0.05)。图表中数据为“平均值±标准差”。

2 结果与分析

2.1 蚯蚓粪复合基质对番茄出苗率影响

由图1可知，T4处理下番茄的出苗率最高，达到95%，较CK提高了17.28百分点，且与各处理差异显著。其次是T3和T2，分别较CK提高了8.16、6.12百分点。T1处理下番茄出苗最低，仅为61.67%，显著低于CK。

2.2 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗形态的影响

由图2可知，各处理的株高均显著的高于CK，其中CK株高仅为5.63 cm，而其他各处理株高均超过11 cm，其中T4处理最高，达12.4 cm。从茎粗上看，含有蚯蚓粪的基质处理要显著高于对照，其具体表现为T1>T2>T4>T3>CK，分别为CK的2.10、1.94、1.90、1.78倍。说明蚯蚓粪复合基质能显著提高幼苗的株高和茎粗。

2.3 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗生物量、根冠比和壮苗指数的影响

由表2可知，番茄幼苗根冠比以CK最大，显著高于其他处理，达到0.161。而各蚯蚓粪复合基质处理下番茄幼苗的生物量和壮苗指数要显著高于CK。其中，T2处理下番茄幼苗的茎叶干质量、根干质量、全株干质量、壮苗指数均最大，分别为0.166 mg、0.026 mg、0.192 mg、0.084，显著高于CK。说明T2处理有利于番茄幼苗生物量积累，提高其壮苗指数。

表2 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗生物量、根冠比和壮苗指数的影响

注：同列数据后不同小写字母表示差异达5%显著水平。下同。

2.4 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗根系生长的影响

由表3可知，各处理(除T3外)下番茄幼苗的根体积较CK均有显著的提高，具体表现为T2>T1>T4>T3>CK。其中，T2处理下番茄幼苗跟体积最大，达到0.31 cm3，为CK和T3根体积的6.2、2.6倍，相比于T1、T4也分别提高了19.23%、47.62%。各蚯蚓粪复合基质处理下的番茄幼苗的根系表面积与CK相比差异显著，其中T2处理最大，达到24.89 cm2；T1与T2差异不显著；CK最小，仅有6.87 cm2。根尖数测定的结果表明，T4处理下番茄幼苗的根尖数最多，达519根，为CK的2.36倍；T3处理下最少，仅为209根，但相比于CK无显著变化。T2处理番茄幼苗的分根数最高，为CK的4.41倍，而T1、T3、T4也均显著高于CK，分别为CK的4.08、1.74、2.75倍。T1处理下的番茄幼苗根系总长最大，达到 162 cm；CK最小，仅为53 cm；T2与T4差异不显著，但均显著高于CK。

表3 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗根系生长的影响

2.5 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗光合色素含量的影响

由表4可知，不同蚯蚓粪复合基质处理下番茄幼苗的光合色素含量是不同的。其中，各处理番茄幼苗叶绿素a含量相比于CK均有不同程度的提高，具体表现为T2>T4>T3>T1>CK，其中T2处理的含量最高，达到1.32 mg/g，较CK提高59.04%。而番茄幼苗叶绿素b和类胡萝卜素含量也是在T2处理下最高，尤其是叶绿素b含量，T2处理下达到 0.53 mg/g，为CK的1.71倍，而T3和T4的含量相同，均为CK的1.68倍。CK的叶绿素a/b值最高，为2.69；其次是T1，为2.60，与CK无显著差异；T2、T3、T4处理间叶绿素a/b值差异不显著，但较CK都有较大降低。番茄幼苗叶绿素a+b含量在T2、T3、T4处理间差异不显著，但较CK都有明显提高，分别相较于CK提高了62.28%、57.89%、58.77%。

表4 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗光合色素含量的影响

2.6 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗叶片光合参数的影响

由表5可知，各蚯蚓粪复合基质处理对番茄幼苗光合作用具有不同程度的促进作用，各处理复合基质番茄幼苗的净光合速率大小具体表现为T2>T1>T3>T4>CK。其中T2处理下番茄幼苗的净光合速率达到4.92 μmol/(m2·s)，为所有处理中净光合速率的最大值，是CK的6.74倍，同时也显著高于T1、T3、T4，分别是T1、T2、T4的2.86、2.95、3.94倍。番茄幼苗的蒸腾速率以T2处理最大，达1.12 mmol/(m2·s)；其次为T1，为0.41 mmol/(m2·s)；T4处理最小，仅为 0.17 mmol/(m2·s)。各处理间番茄幼苗叶片的气孔导度以T2最高，高达52.17 mmol/(m2·s)，是CK的3.42倍；T1其次，为18.45 mmol/(m2·s)；而T3和T4处理下的气孔导度要低于CK。番茄幼苗叶片胞间CO2溶度大小具体表现为CK>T1>T2>T3>T4，CK处理下的胞间CO2溶度显著高于其他处理。水分利用率则以T4处理最高，为CK的3.44倍；T1、T2、T3处理间差异不显著，但均显著高于CK。

表5 蚯蚓粪复合基质对番茄幼苗叶片光合参数的影响

3 讨论与结论

蔬菜进行基质育苗时，除了基质本身具有较好的理化性质，还应含有丰富多样的营养物质，方可获得健壮幼苗[12]。而蚯蚓粪作为育苗基质具备基质的良好特性[13-14]，对促进蔬菜幼苗生长发挥着重要作用。张志刚等研究发现，蚯蚓粪基质可以有效地提高茄果类蔬菜穴盘苗的耐热性[15]。刘健等研究认为，以恰当比例的蚯蚓粪原料为育苗基质，不仅可以促进白菜苗的生长，还可提高其营养元素的积累[16]。本试验结果表明，蚯蚓粪复合基质不仅可以促进番茄幼苗的生长，对于番茄幼苗的光合作用也有显著的影响。其中，T2处理下的番茄的出苗率、株高、茎粗、生物量、壮苗指数、光合色素积累、光合参数指标表现出综合优势，效果最为突出，可用于番茄工厂化育苗基质进行推广。