蚯蚓氨基酸水溶肥用于油麥菜與番茄的肥效試驗

趙文娟，陳衛鋒，白亞妮，徐升運

(陜西省生物農業研究所，陜西省酶工程技術研究中心,陜西 西安 710043)

蚯蚓體內含有十多種蛋白水解酶，在適宜溫度(50℃)與pH(pH7.0)下，蚯蚓能靠自身酶類進行水解，得到的水解液營養豐富，主要包括18種游離氨基酸、短肽、小分子蛋白質[1～2]以及螯合態的鐵、銅、錳和鋅等微量元素[3]，這些成分對于提高作物產量、改善農產品品質、增強植物的抗病性作用明顯[4～8]，因此蚯蚓水解液被開發成多種含氨基酸肥料。

蚯蚓體內蛋白質占其鮮重的10%～13%，新鮮蚯蚓水解原液(不添加外源水)中氨基酸的含量約為5%～7%，如果不添加外源氨基酸，肥料產品中氨基酸含量就達到不國家相關標準要求(NY1429-2010含氨基酸水溶肥料 要求氨基酸含量≥10%；GB/T 17419-1998含氨基酸葉面肥 要求氨基酸含量：發酵≥8%，化學水解≥10%)，因此要生產出合格的產品，必需添加外源氨基酸。聚天門冬氨酸是水溶性高分子氨基酸類聚合物，內含肽鍵和羧基等活性基團，在農業上做為植物營養素單獨使用或做為肥料增效劑都效果明顯，是生產含氨基酸肥料的優質原料。

筆者研究以新鮮蚯蚓的水解原液為母液，添加聚天門冬氨酸以及中、微量元素，生產出蚯蚓氨基酸水溶肥；為了探明其最佳使用濃度與田間肥效，分別以油麥菜和番茄為材料，采用培養皿濾紙法和田間小區試驗，研究了不同稀釋倍數的蚯蚓氨基酸水溶肥對油麥菜種子萌發與幼苗生長、以及對番茄生長發育與產量的影響，以期為蚯蚓氨基酸水溶肥的大田應用提供理論數據支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試油麥菜 “球研”牌特高產春秋808油麥菜。

供試番茄：毛粉802。

供試肥料：市售“金回報”有機水溶肥 主要成分：聚天門冬氨酸≥300 g·L-1洛陽采潤環保材料有限公司。

1.1.2 蚯蚓氨基酸水溶肥的制備 鮮活蚯蚓清洗除雜，吐凈肚內臟物，瀝干水分速凍，凍蚓在恒溫水浴中酶解4～5 h后1 000轉離心，所得上清液即為蚯蚓水解液；以蚯蚓水解液為母液，添加聚天門冬氨酸，螯合中、微量元素即得到蚯蚓氨基酸水溶肥；蚯蚓氨基酸水溶肥的性狀與主要成分如表1。

表1 蚯蚓氨基酸水溶肥性狀及主要成分 (g·L-1)

1.2 實驗方法

1.2.1 油麥菜種子萌發試驗[9]采用培養皿濾紙法。挑選籽粒飽滿、大小均勻、無病蟲害的油麥菜種子，用0.3%的高錳酸鉀溶液消毒15min，純凈水沖洗干凈后用濾紙吸干水分，均勻置于鋪有雙層濾紙的培養皿(Φ90mm)中，每皿35粒；實驗設7個處理，蚯蚓氨基酸水溶肥用純凈水分別稀釋100倍(C100)、200倍(C200)、300倍(C300)、400倍(C400)、500倍(C500)、600倍(C600)后各量取7 mL加入裝有種子的培養皿，對照CK加7 mL純凈水，每個處理3次重復；將各處理種子置于25℃暗箱中培養5 d，期間每個培養皿補充1次7 mL的處理液或純凈水；從第2天開始每天統計各培養皿中的發芽種子數(以芽突破種皮為發芽標準)，第5天發芽結束，計算各處理發芽率(germination rate，GR)、發芽勢(germination energy，GE)與發芽指數(germination index，GI)。

發芽率(GR)/% = 5 d總的發芽種子數/供試種子總數 ×100

發芽勢(GE)/% = 發芽最多那天的發芽種子數/供試種子總數 ×100

發芽指數(GI)=(24 h發芽數/1 + 48h發芽數/2 + 72h發芽數/3 + 96h發芽數/4 + 120h發芽數/5)

1.2.2 油麥菜幼苗生長試驗[10]采用培養皿濾紙法。先將消毒(方法同1.2.1)后的種子裝入鋪有雙層濾紙的培養皿中，加入7 mL純凈水，在25℃黑暗條件下催芽2 d；選取芽長均一(3 mm左右)健壯的種子轉入鋪有雙層濾紙的培養皿(Φ90 mm)，每皿20粒；用純凈水將蚯蚓水解液分別稀釋100倍(C100)、200倍(C200)、300倍(C300)、400倍(C400)、500倍(C500)、600倍(C600)后各取7 mL加入裝有種子的培養皿，每個處理3次重復，對照CK加7 mL純凈水；將各處理培養皿置于26℃，16 h光照培養箱進行培養，期間不定期補充純凈水保持濾紙濕潤；第3天每個培養皿再補充1次7 mL的蚯蚓處理液或純凈水，5 d實驗結束，每個處理各選取長勢健壯的幼苗15棵，用濾紙吸干植株表面水分，依次測量苗高與根長，80℃烘干至恒重后稱量15棵苗總干重。

1.2.3 蚯蚓氨基酸水溶肥田間肥效試驗[10]在油麥菜種子發芽與幼苗生長的肥效試驗(1.2.1與1.2.2)基礎上，選擇適宜的稀釋倍數開展蚯蚓氨基酸水溶肥田間肥效試驗。

試驗地點為西安市臨潼區西泉魏莊二組綠旺農業合作社菜田，試驗田前茬撂荒，土壤理化性質如表2。試驗設2個對照，CK1為施等量清水，CK2為施用市售“金回報”有機水溶肥，處理T為施用蚯蚓氨基酸水溶肥；試驗各小區面積20 m2，對照與處理各3個重復，共9個小區，各小區隨機排列。試驗從2020年4月17號開始，2020年7月26號結束，番茄為市購的移栽苗，試驗對照與處理的施肥方法與用量如表3，其它田間水肥藥管理相同。

表2 試驗地土壤基本理化性質

表3 田間試驗各處理施肥方法與用量

數據測定分別在2020年5月19號、5月28號、6月23號從各小區隨機選取長勢健壯的番茄10株測定葉綠素相對含量(單位SPAD)、株高、莖粗與葉厚，求平均值；在盛果期采摘成熟番茄測定果實品質[11]，Vc( 2,6-二氯靛酚滴定法)，可溶性總糖(蒽酮比色法)，可滴定酸(酸堿中和滴定法)；測產時段從6月18號到7月26號，每個小區單獨計產。

1.2.4 數據處理 采用Excel2016、SPSS 19.0軟件進行數據統計分析，采用新復極差法(Duncan’s法)進行差異顯著性分析檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同稀釋倍數蚯蚓氨基酸水溶肥對油麥菜種子萌發的影響

由表4可看出，適宜稀釋倍數的蚯蚓氨基酸水溶肥(300倍、400倍)能促進油麥菜種子的萌發，使其發芽率分別比對照提高6.2%與3.1%、發芽勢均提高7.7%，發芽指數分別提高8.1%與5.2%，且在p<0.05水平上差異顯著；稀釋倍數太小(100倍、200倍)時會對油麥菜的種子產生毒害作用，使種子的發芽率分別下降9.4%與6.3%，發芽勢分別下降38.5%與7.7%；稀釋倍數大于500倍后則對油麥菜種子萌發沒有影響。

表4 不同稀釋倍數蚯蚓氨基酸水溶肥對油麥菜種子萌發的影響

2.2 不同稀釋倍數蚯蚓氨基酸水溶肥對油麥菜幼苗生長性狀的影響

由表5可看出，蚯蚓氨基酸水溶肥稀釋300～400倍對油麥菜幼苗的肥效最佳，其中稀釋400倍時可使幼苗株高、根長與15棵苗總干重分別比對照提高41.3%、25.4%與28.1%；而當稀釋倍數≤200倍時則會抑制幼苗的生長；且以上結果均在p<0.05水平上差異顯著。

表5 不同稀釋倍數蚯蚓氨基酸水溶肥對油麥菜幼苗性狀的影響

2.3 蚯蚓氨基酸水溶肥對番茄的田間肥效實驗

以油麥菜肥效試驗結果(表4、表5)為依據，選用蚯蚓氨基酸水溶肥400倍稀釋液對番茄進行移栽蘸根和灌根(3次 共1 200 mL·株-1)處理，可有效促進番茄植株生長、改善果實品質與大幅提高產量，且其肥效優于CK2(金回報)。

從圖1、圖2、圖3、圖4可以看出，施用蚯蚓氨基酸水溶肥400倍液能促進番茄植株的生長，番茄(6.23號數據)株高、莖粗、葉厚分別比CK1(清水)提高了7.7%、7.2%與10.2%，葉綠素下降了5.9%；比CK2(金回報)株高、莖粗、葉厚分別提高了5.3%、2.3%、7.8%，葉綠素下降了3.6%。

圖1 不同處理對番茄株高的影響

圖2 不同處理對番茄莖粗的影響

圖3 不同處理對番茄葉厚的影響

圖4 不同處理對番茄葉綠素的影響

對番茄果實品質的影響，從表6可看出，施用400倍蚯蚓氨基酸水溶肥后番茄果實的品質與風味得到改善，果實Vc與可溶性總糖提高，可滴定酸降低，糖酸比提高；T(蚯蚓肥)處理番茄的Vc、糖酸比分別比CK1(清水)和CK2(金回報)提高了26.4%、16.3%與12.0%、6.0%；CK2(金回報)比CK1(清水)提高了12.8%與9.8%。

表6 不同處理對番茄果實品質的影響

增產方面，從表7可看出，施用400倍蚯蚓氨基酸水溶肥對番茄增產明顯，番茄667 m2產量比CK1(清水)提高31.0%，達到4 021 kg·667 m-2，比CK2(金回報)提高19.7%；CK2(金回報)比CK1(清水)增產9.4%。

表7 不同處理對番茄產量的影響

3 結論

以蚯蚓水解液為母液添加聚天門冬氨酸與中、微量元素生產的含氨基酸水溶對促進油麥菜種子萌發與幼苗生長，以及改善番茄品質與增加產量都肥效顯著；其中蚯蚓氨基酸水溶肥300倍液能使油麥菜種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別提高6.2%、7.7%與8.1%，且在p<0.05水平上差異顯著；400倍液可使幼苗株高、根長與15棵苗總干重分別比對照提高41.3%、25.4%與28.1%；田間肥效試驗，用蚯蚓氨基酸水溶肥400倍液對番茄進行蘸根與灌根，番茄的Vc比清水對照提高26.9%，糖酸比提高16.3%，畝產提高31%。因此，用蚯蚓水解液能生產出高品質的含氨基酸水溶肥。

通過田間試驗發現，對番茄的促生與增產方面，蚯蚓氨基酸水溶肥遠比金回報(含聚天門冬氨基酸≥30%)表現優秀，T(蚯蚓肥)處理番茄的株高、莖粗、葉厚分別比CK2(金回報)處理提高5.3%、2.3%、7.8%；番茄的Vc、糖酸比分別比CK2(金回報)處理提高12.0%、6.0%，667 m2產量比CK2(金回報)處理提高19.7%。筆者試驗中所用的蚯蚓氨基酸水溶肥以新鮮蚯蚓水解液為母液,另添加了3.5%的聚天門冬氨酸,2%的微量元素與0.5%的Ca，其所含聚天門冬氨酸的量(3.5%)遠低于金回報中聚天門冬氨酸含量(30%)，可是對番茄的促生與增產效果卻遠超金回報，到底是聚天門冬氨酸與中、微量元素里哪一種成分大幅增加了蚯蚓水解液的肥效，還是這三種成分的相互協同作用，還需要更進一步的系統性實驗來驗證。