粉碎和添加蛭石对蚓粪基质培育辣椒幼苗的影响

殷朝珍 郁洁 仇美华 钱佳慧 宋早芹 赵海涛

摘要 通过蚯蚓生物工程床处理牛粪后得到蚓粪，经过风干、粉碎、复混蛭石等工艺生产蚓粪育苗基质，采用大棚育苗的方法研究粉碎和添加蛭石对蚓粪基质培育辣椒幼苗的影响。结果表明，粉碎处理虽然显著减小蚓粪颗粒空间尺度，但未破坏蚓粪的微结构，为蚓粪维持优良的理化性质提供了空间架构。粉碎后蚓粪与蛭石按8∶1体积比复配的基质最有利于辣椒幼苗的茎粗、株高、展宽、叶片数、根长、根尖数、根表面积和根体积的增大，也有利于幼苗的茎叶、根和整个植株的鲜重和干重增大，同时幼苗的壮苗指数也最大。可见，粉碎蚓粪与蛭石按8：1体积比复配的基质最有利于辣椒幼苗茎叶生长、根系发育，物质累积分配和综合评价指标的增大，有利于辣椒壮苗的形成。

关键词 辣椒幼苗;蚓粪;粉碎;蛭石;育苗基质

中图分类号 S 147.4文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）04-0148-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.04.039

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Potting Media Produced by Grinding Vermicompost and Vermiculite on Capsicum annuum Seedling Development

YIN Chao-zhen1，YU Jie2，QIU Mei-hua2 et al （1.Agricultural Technology Extension Service Center of Guangling District，Yangzhou，Jiangsu 225001; 2.Jiangsu Cultivated Land Quality and Agricultural Environmental Protection Station，Nanjing，Jiangsu 210000）

Abstract Cow dung was treated by earthworm bioengineering bed to obtain earthworm dung. The earthworm dung seedling substrate was produced by air drying， crushing and mixed vermiculite. The effects of crushing and adding vermiculite on the cultivation of pepper seedlings were studied by greenhouse seedling cultivation. The results showed that although the crushing treatment significantly reduced the spatial scale of vermicompost particles， it did not destroy the microstructure of vermicompost， which provided a spatial framework for the maintenance of excellent physical and chemical properties of vermicompost. The matrix composed of crushed vermiculite and vermiculite at the volume ratio of 8∶1 was most conducive to the increase of stem diameter， plant height， broadening， leaf number， root length， root tip number， root surface area and root volume of pepper seedlings， as well as the increase of fresh and dry weight of stems， leaves， roots and the whole plant， and the strong seedling index of seedlings was also the largest at the same time. It can be seen that the matrix composed of crushed vermicompost and vermiculite at the volume ratio of 8：1 was most conducive to the growth of stems and leaves， root development， material accumulation and distribution and the increase of comprehensive evaluation indexes， which was conducive to the formation of strong seedlings of pepper.

Key words Capsicum annunm seedling;Vermicompost;Crush;Vermiculite;Potting media

基金項目 江苏现代农业产业技术体系建设项目（JATS〔2021〕348，JATS〔2021〕498）。

作者简介 殷朝珍（1980—），女，江苏睢宁人，高级农艺师，硕士，从事耕地质量与设施农业技术研究与推广。*通讯作者，教授，博士，从事土壤健康与农业环境研究。

收稿日期 2021-07-23

为提高经济效益，设施蔬菜栽培中土壤的复种指数较高，加上蔬菜市场和区域特色农业发展等限制，导致设施土壤质量劣变，土壤肥力下降，导致植物生长产生障碍[1-2]。育苗移栽是提高蔬菜栽培质量的重要手段。穴盘育苗是当前采用的主要育苗方法，优质育苗基质是培育高质量幼苗的核心[3-4]。有机物废料作为育苗基质的生产材料在番茄、生菜、园艺作物等植物上使用有很好的效果[5]。蚯蚓吞食畜禽粪便、食品生产下脚料等有机固体废弃物，通过腔肠联合微生物消解后形成蚓粪，具有良好的特性，具备作为育苗基质生产原料的基本要求[6-8]。蚓粪能显著促进草莓生长、增加产量[9]，无土育苗基质中添加少量蚓粪能够促进万寿菊和蔬菜幼苗生长[10]，浇灌蚓粪浸提液后辣椒的开花量和果实产量显著高于浇灌普通商业基质浸提液[11]。笔者前期试验表明，以蚓粪为原料生产的蚓粪育苗基质非常有利于辣椒、茄子、番茄等茄果类蔬菜幼苗形成壮苗[12]。

在基质生产过程中通常将大块物料破碎成细小颗粒，添加蛭石等技术手段调节基质理化性质，并获得较好的感官品相。目前研究主要集中在蚓粪对植物生长的有益作用及其生理生化机理等方面[13-14]，而蚓粪基质生产过程中粉碎、添加蛭石等处理过程导致基质物理结构特征发生变化及其对辣椒壮苗形成的影响鲜见报道。笔者采用温室育苗的方法，探讨粉碎和添加蛭石对蚓粪基质培育辣椒幼苗的影响，为现代设施农业健康可持续发展和蚓粪作为育苗基质材料应用提供基础支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验材料为蚓粪、蛭石、通用基质和辣椒种子。蚓粪由“大平二号”蚯蚓处理奶牛粪得到，取自江苏省扬州农业环境安全技术服务中心;蛭石粒径为2～3 mm，购自江苏连云港;通用基质以泥炭为主要原料，购自江苏淮阴;辣椒种子购自扬州市种子公司，品种为“苏椒5号”。蚓粪和通用基质基本养分含量见表1。

1.2 试验设计

蚓粪自然状态下呈3～5 m小颗粒状。将采集蚓粪在阴凉通风处风干至含水量为4.96%，然后用万能粉碎机粉碎成粒径小于1 mm的颗粒。分别取样观察风干蚓粪（VE）和粉碎蚓粪（CE）的微結构。风干蚓粪和新鲜蚓粪与蛭石（M）按照不同体积比均匀混合用于辣椒育苗，试验设新鲜蚓粪直接作为育苗基质（FV），粉碎蚓粪直接作为育苗基质（CV）处理，粉碎蚓粪与蛭石按照16∶1、8∶1、4∶1和2∶1的体积配比均匀混合后稳定48 h用于幼苗定植，分别用CV16M1、CV8M1、CV4M1、CV2M1表示。以通用基质为对照（CK），随机区组排列，4次重复，每小区由8个50穴标准方格穴盘组成。

试验在扬州大学蒋王蔬菜试验基地进行。当年12月1日进行辣椒苗床催芽、培育小苗;次年2月17日小苗定植于50格标准的穴盘中，每格穴盘的长、宽、高分别为5、5和8 cm，每穴定植1株辣椒幼苗。定植前1 d将基质装满穴盘，清水浇透后过夜，其他措施与一般大田育苗管理相同;4月6日采样测定辣椒幼苗各项指标。

1.3 测定项目与方法

幼苗的成苗率采用计数法统计，以成苗期正常生长的幼苗为成苗;展宽采用直尺直接测量，以叶片横向最大垂直宽度为准;叶片数采用计量法测定，以完全展开为1片叶;株高用直尺测量，以营养钵表面到生长点的高度为准;茎粗用游标卡尺测量，以第一节位下偏上部为准;鲜（干）重：样品清水洗净用吸水纸吸干后直接称鲜重，在通风干燥箱105 ℃条件下维持30 min，将幼苗杀青，80 ℃条件下烘至恒重后称干重。总鲜（干）重为茎叶鲜（干）重和根鲜（干）重之和;壮苗指数=（茎粗/株高+根干重/地上部干重）×全株干重[15]。幼苗根系发育特征分析通过WinRHIZ2003b根系分析系统测定，先将洗净后的待测根放在盛有少量水的长方形平盘中，扫描分析根长、根表面积、根体积和根尖数。

蚓粪和通用基质的全氮采用半微量凯氏法测定，全磷采用HClO4-H2SO4消煮-钒钼黄比色法测定，速效钾采用1.0 mol/L NH4OAc提取、火焰光度法测定[16]。通过环境扫描电镜观察蚓粪微结构（Philips，XL-30ESEM，环扫模式，加速电压为20 kV）。

1.4 数据分析 试验数据采用SPSS软件统计分析，数据正态分布检验和转换采用Shapiro-Wilk法，处理间差异显著性使用新复极差法（Duncan）。

2 结果与分析

2.1 粉碎对蚓粪微结构的影响

图1是风干蚓粪（VE）和风干蚓粪粉碎后（CE）的不同倍数扫描电镜图，在放大100倍的条件下可以看出，粉碎处理使大块风干蚓粪破碎成不均等的小块颗粒，蚓粪表层呈片层状构造，粉碎后这种构造更为明显。在放大3 200倍的条件下能清楚地看出，蚓粪团聚体表面含有大量的微颗粒、微空隙，粉碎后蚓粪的微空隙无明显崩解现象，粉碎工艺对蚓粪的微结构未产生明显破坏作用。

2.2 蚓粪基质对辣椒幼苗成苗率的影响 由图2可知，

各处理幼苗的成苗率均高于92%，FV和CV成苗率比CK分别高4百分点和5百分点，处理间差异不显著（P=0.233）。蚓粪基质粉碎后添加蛭石各处理（CVM）的平均成苗率比CK高2.25百分点。CV16M1和CV8M1的辣椒成苗率均为96%，而CV4M1的辣椒成苗率为92%。可见，蚓粪粉碎以及蚓粪粉碎后添加不同量蛭石对辣椒幼苗成苗率无显著影响，添加少量蛭石有利于辣椒成苗率的增加。

2.3 蚓粪基质对辣椒幼苗生长的影响

2.3.1 辣椒幼苗茎叶生长特征。

FV辣椒幼苗的株高和展宽均大于CV和CK，CV茎粗和叶片数大于FV和CK，CV幼苗的株高显著高于CK（图3）。可见，与对照基质相比，新鲜纯蚓粪基质与粉碎纯蚓粪基质能够显著增加辣椒幼苗的株高。在粉碎蚓粪基质处理中，CV16M1的辣椒幼苗茎粗显著大于CV4M1和CV2M1，CV8M1的辣椒幼苗株高显著大于CV2M1，CV8M1的辣椒展宽和叶片数最大。可见，8∶1体积比的粉碎蚓粪与蛭石混合基质最有利于辣椒幼苗茎粗、株高、展宽和叶片数等地上部分各指标的提高。

2.3.2 辣椒幼苗根系發育特征。

辣椒幼苗的根长、根表面积、根体积、根尖数表现为CV依次大于FV和CK，3个处理间根长和根尖数差异显著，FV和CV间根表面积和根体积差异显著（图4）。与对照基质相比，粉碎纯蚓粪基质能显著增加辣椒幼苗根系生长的特征指标。在粉碎蚓粪基质处理中，CV8M1辣椒幼苗根系的根体积、根长、根尖数和根表面积最大，CV16M1次之，CV8M1与CV16M1间差异显著。可见，8∶1 体积比的粉碎蚓粪与蛭石混合基质最有利于辣椒幼苗根系的根表面积、根长、根尖数和根体积的增大。

2.3.3 辣椒幼苗鲜干物质累积特征。

辣椒幼苗根鲜（干）重、茎叶鲜（干）重和总鲜（干）重都表现为CV依次大于FV和CK，CV的根鲜（干）重显著大于CK，CV的茎叶鲜（干）重显著大于FV和CK，CV的总鲜（干）重显著大于CK，与FV间差异不显著（图5）。与对照基质相比，粉碎纯蚓粪处理最有利于辣椒幼苗鲜（干）物质累积。粉碎蚓粪基质各处理中，辣椒幼苗的根、茎叶和总鲜（干）重均表现为CV8M1依次大于CV16M1、CV2M1和CV4M1，CV8M1处理与CV2M1和CV4M1间差异达显著水平，可见，8∶1体积比的粉碎蚓粪与蛭石混合基质最有利于辣椒幼苗各器官鲜（干）重的积累。

2.3.4 辣椒幼苗壮苗指数特征。CV辣椒幼苗的壮苗指数大于FV和CK，CV与CK间差异显著（图6）。可见，粉碎纯蚓粪基质比对照基质更有利于辣椒壮苗的形成。粉碎蚓粪基质各处理中，CV8M1的辣椒幼苗壮苗指数最大，CV16M1的辣椒幼苗壮苗指数次之，CV8M1和CV16M1处理间差异显著。可见，8∶1体积比粉碎蚓粪与蛭石混合基质最有利于辣椒壮苗指数的增大。

3 讨论

幼苗质量的优劣直接影响蔬菜生长发育和最终产量的形成，育苗基质既是幼苗的立地环境，也是幼苗生长所需各种营养物质供应的主渠道，是育苗成功的关键[17]。矿质营养物质含量、理化性质和生物学性质等对基质的质量影响显著[18]。研究表明，与对照基质相比，新鲜纯蚓粪基质、粉碎纯蚓粪基质以及粉碎蚓粪添加蛭石的混合基质有利于辣椒幼苗的系统发育。这与蚓粪中含有大量的营养物质、理化性质优良的特征密切相关[6-8]。

基质应有较好的形状，具有较大的比表面、较强的持水能力[19-20]。颗粒大小对基质理化性质有较大影响。粒径在0.5～3.0 mm粒状基质的保水性能较差，但通气性能良好;粉粒基质的通气性能较差，但保水性能好[21]。木屑等有机固废作为基质材料，在育苗过程中因微生物等作用而分解破碎，颗粒变小，填充了大空隙，使基质通透性能变差，影响幼苗的生长[22]。蚓粪具有由矿质元素和有机质均匀混合而成的团粒结构[23]，比普通有机肥具有更大的表面积，养分吸持能力强[24]。蚓粪的微结构对蚓粪的性质特征具有较大的影响，粉碎处理虽然显著减小蚓粪颗粒空间尺度，但未破坏蚓粪的微结构，这为蚓粪维持优良的理化性质提供了空间架构。

蛭石具有较强吸附和离子交换能力，常作为添加剂调节育苗基质的理化性质。蚓粪中含有大量的生物活性物质，过量会对植物的生长不利[25]。蚓粪作为育苗基质材料使用时，需要与其他物质按照一定比例混合后更有利于培育壮苗。研究发现，蚓粪和蛭石以2∶1（V/V）比例混合基质在番茄育苗中效果最佳[26]。该试验结果表明，蚓粪粉碎后添加不同量蛭石对辣椒幼苗成苗率无显著影响，但提高了辣椒幼苗的茎粗、株高、展宽、叶片数、根长、根表面积和鲜（干）重等指标。蚓粪中加入少量的蛭石（蚓粪∶蛭石=8∶1～16∶1，V/V）有利于壮苗评价的各项指标增大，蚓粪中加入大量的蛭石（蚓粪∶蛭石=2∶1～4∶1，V/V）对辣椒壮苗评价的各项指标会产生不利影响，蚓粪粉碎后与蛭石按8：1体积比均匀混合后最有利于辣椒幼苗系统发育。其主要原因是蛭石具有较小的容重、较高的持水性以及较强的酸碱和盐缓冲性，添加少量蛭石不但可以调节基质的孔性和持水性，而且能够增加基质的酸碱缓冲性，以及营养盐的吸附保持和缓释能力，为辣椒幼苗的壮苗形成提供非常好的生境条件。蚓粪育苗基质中含有过量蛭石会导致矿质营养物质的相对含量明显下降，幼苗根系无法吸收足够的营养物质，影响壮苗形成。

4 结论

蚓粪基质比通用基质更有利于辣椒幼苗的壮苗形成。粉碎处理虽然显著减小蚓粪颗粒空间尺度，但未破坏蚓粪的微结构，促进蚓粪基质提升辣椒幼苗的生长发育。8∶1体积比粉碎蚓粪与蛭石混合基质最有利于辣椒幼苗茎叶、根系、鲜干物质累积等指标的增大，有利于辣椒幼苗的壮苗形成。

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