蚯蚓糞在基質(zhì)中的應(yīng)用

蔡志強(qiáng) 翟玉瑩

（沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院，遼寧 撫順 113122）

蚯蚓糞顏色灰黑，結(jié)構(gòu)均一，性狀穩(wěn)定，為團(tuán)粒狀，具有天然泥土的味道，富含多種營養(yǎng)元素，蘊(yùn)藏多種有益微生物，是綠色安全的高端有機(jī)肥［1］。基質(zhì)是園藝作物育苗及栽培的重要物質(zhì)，近年來隨著園藝行業(yè)的發(fā)展，越來越多的園藝作物采用基質(zhì)栽培方式，因此基質(zhì)需求量逐漸增大。目前，基質(zhì)的主要原料是不可再生的泥炭，大量開采不僅破壞植被，而且會造成泥炭資源枯竭。蚯蚓糞具有較強(qiáng)的保水性能，而且保肥性能優(yōu)越、比表面積大。諸多優(yōu)點(diǎn)使得蚯蚓糞適合用作基質(zhì)原料，可以成為泥炭的替代品。

1 蚯蚓糞基質(zhì)的制備

近年來，為了處理作物莖稈、牲畜糞便，加之蚯蚓自身應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，使得蚯蚓養(yǎng)殖戶增加，市場上蚯蚓糞儲量增加，因此蚯蚓糞來源比較穩(wěn)定。蚯蚓糞基質(zhì)以蚯蚓糞、蛭石、珍珠巖等原料按照一定比例混合配制而成。配成的基質(zhì)含有多種營養(yǎng)元素，而且其中有益菌數(shù)量增多、活性酶含量增加、有害重金屬含量降低，有利于生產(chǎn)綠色安全的農(nóng)產(chǎn)品。同時(shí)，加入蚯蚓糞的蛭石容重增大、總孔隙度增大、基質(zhì)最大持水量增大等，使基質(zhì)的成坨性提高，增加了基質(zhì)酸堿緩沖容量［2］。因此，配成的蚯蚓糞基質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)良，微孔隙較多，透氣性良好，綠色安全，適宜作物生長發(fā)育。

2 蚯蚓糞在基質(zhì)中應(yīng)用的作用

2.1 改善基質(zhì)結(jié)構(gòu)

隨著園藝行業(yè)的發(fā)展，開始采用高效的工廠化育苗及工廠化栽培方式培育園藝作物。這使得基質(zhì)栽培方式得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致基質(zhì)的需求量增大，同時(shí)生產(chǎn)者對基質(zhì)質(zhì)量有了更高的要求。生產(chǎn)實(shí)踐和研究結(jié)果表明，加入蚯蚓糞的基質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)于普通基質(zhì)結(jié)構(gòu)。蚯蚓糞養(yǎng)分全面，富含有機(jī)質(zhì)、腐殖酸及微生物菌群，可促使基質(zhì)土壤空氣流通，增強(qiáng)基質(zhì)保水、保肥性，加速微生物繁殖，有利于植物吸收養(yǎng)分。此外，蚯蚓糞是具有高孔隙度和比表面積的顆粒狀物質(zhì)，具有吸附臭氣的作用，并且蚯蚓糞中含有大量微生物，可促進(jìn)惡臭物質(zhì)的分解而達(dá)到除臭的目的。

2.2 控制土傳病害，緩解連作障礙

2.2.1 連作障礙的產(chǎn)生原因。連作障礙指的是在同一地點(diǎn)連續(xù)種植兩茬以上同種作物或種屬關(guān)系相近作物，即使采用預(yù)防病蟲措施也會出現(xiàn)嚴(yán)重病蟲害的現(xiàn)象。連作障礙是世界各國普遍面臨的難題，我國農(nóng)戶稱其為“重茬問題”［3］。從作物種類來看，連作障礙易發(fā)生在多種農(nóng)作物中，如經(jīng)濟(jì)作物、藥用作物、林木作物均可發(fā)生。從產(chǎn)生的危害來看，連作障礙的出現(xiàn)易導(dǎo)致基質(zhì)板結(jié)，影響作物根系發(fā)育及呼吸，加重植株的生理性病害，造成植株發(fā)育不正常、果實(shí)無法達(dá)到高品質(zhì)要求，造成作物減產(chǎn)。在園藝作物生產(chǎn)中，為了種植適宜當(dāng)?shù)貧夂虻淖魑镆约翱紤]市場需求等，生產(chǎn)者不得不采用連作的種植方式，但連作時(shí)由于病菌、害蟲的積累，易發(fā)生土傳病害而造成連作障礙，而且防治工作繁重，治理成本比較高。

2.2.2 蚯蚓糞的改善作用。一方面，改善基質(zhì)理化性質(zhì)以解決連作障礙。蚯蚓糞的加入可改善基質(zhì)毛管孔隙結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)基質(zhì)通氣性、排水性和保水性三者之間的關(guān)系，增大基質(zhì)比表面積，提高基質(zhì)吸附性能，從而利于育苗。例如，穴盤育苗時(shí)，基質(zhì)在澆透水的情況下水分可以一直保持到出苗，減小二次澆水產(chǎn)生的溫度變化對幼苗帶來的影響；基質(zhì)自身較強(qiáng)的保溫能力可以減少冷空氣對幼苗的影響，保持基質(zhì)溫度平衡，可以縮短育苗時(shí)間，提高出苗率［4］。蚯蚓糞中的腐殖酸可作為酸堿緩沖物質(zhì)調(diào)節(jié)基質(zhì)酸堿度，增強(qiáng)基質(zhì)緩沖性能，使作物根系不受影響，進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)作物根系更好地吸收營養(yǎng)的目的。同時(shí)，腐殖酸營養(yǎng)豐富、穩(wěn)定性強(qiáng)，可長時(shí)間為作物供應(yīng)營養(yǎng)，滿足作物整個(gè)生長期的需求?；|(zhì)理化性質(zhì)的改善，為作物生長提供了適宜的環(huán)境，能增強(qiáng)作物對病蟲害的抵抗力，從而減少作物病蟲害發(fā)生，緩解連作障礙。在生產(chǎn)實(shí)踐中，蚯蚓糞基質(zhì)緩解連作障礙在多種作物中均有體現(xiàn)，如在黃瓜、茄子等易發(fā)生連作障礙的作物中應(yīng)用效果良好。

另一方面，改善基質(zhì)生物學(xué)性質(zhì)以解決連作障礙。一是基質(zhì)加入蚯蚓糞后，微生物群落會發(fā)生改變，真菌與細(xì)菌比例會發(fā)生變化，使其數(shù)量控制在合理范圍，抑制連作障礙的發(fā)生。在溫室內(nèi)多年種植黃瓜的條件下，使用蚯蚓糞基質(zhì)可提高有益菌數(shù)量與有害菌數(shù)量的比值，黃瓜根腫病、猝倒病、立枯病均有所減輕，漚根爛根情況減少，黃瓜坐果率高，化瓜現(xiàn)象減少，明顯提高了黃瓜的產(chǎn)量，并且保證了黃瓜質(zhì)量，這種積極影響主要是合理改善黃瓜根際微生物群落產(chǎn)生的［5］。蚯蚓糞中有益微生物的作用還體現(xiàn)在參與養(yǎng)分循環(huán)。例如，固氮菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)固定在基質(zhì)中，使得有機(jī)物大量積累在基質(zhì)中，從而提高基質(zhì)肥力；好氣菌將植物不能直接吸收的腐殖質(zhì)分解為利于植物吸收的物質(zhì)；硝化細(xì)菌產(chǎn)生硝酸鹽，為作物提供生長所需的養(yǎng)分，促進(jìn)作物生長發(fā)育。二是通過蚯蚓糞內(nèi)含有的酶來改善基質(zhì)性狀。酶是一種活性物質(zhì)，可高效催化基質(zhì)內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，是推動基質(zhì)內(nèi)養(yǎng)分循環(huán)的物質(zhì)。基質(zhì)中多酚氧化酶、蔗糖酶、脫氫酶和尿酶活性的提高，可以加速基質(zhì)中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，提高基質(zhì)肥力。鄭世英等研究表明，蚯蚓糞中高活性的酶對草莓生長有促進(jìn)作用，試驗(yàn)組草莓葉片光合速率大，有機(jī)質(zhì)積累量多，果實(shí)大、糖分高、含酸量低、蛋白質(zhì)豐富［6］。

2.3 提高作物產(chǎn)量并改善其品質(zhì)

提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)是農(nóng)業(yè)工作者追求的目標(biāo)。近年來，為了提高園藝作物產(chǎn)量和質(zhì)量，常采用基質(zhì)栽培方式培育園藝作物，所以提高基質(zhì)質(zhì)量對促進(jìn)園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。蚯蚓糞基質(zhì)培育的幼苗成活率較高、葉展寬大、植株莖較粗、葉面積較大、莖鮮質(zhì)量較高、根表面積大、根較粗、根體積大以及根鮮質(zhì)量大，而且隨著植株的生長發(fā)育，優(yōu)勢越來越明顯。從大方向來看，蚯蚓糞基質(zhì)培育出高質(zhì)量幼苗、優(yōu)質(zhì)植株的途徑有2 種。一是基質(zhì)內(nèi)蘊(yùn)藏大量植物生長必需的營養(yǎng)，植株在生長過程中不缺乏營養(yǎng)，因而長勢良好。劉青等研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞自身營養(yǎng)豐富，可提高西瓜果實(shí)的礦物質(zhì)含量，降低硝酸鹽含量，明顯改善果實(shí)性狀、氣味、顏色等，果實(shí)糖分積累多、口感好，提升果實(shí)品質(zhì)；而且可增加果實(shí)鮮質(zhì)量與干質(zhì)量，從而提高果實(shí)產(chǎn)量［7］。二是調(diào)控基質(zhì)內(nèi)微生物代謝，提高基質(zhì)內(nèi)生物活性，從而間接提高基質(zhì)質(zhì)量。蚯蚓糞中微生物可以產(chǎn)生多糖，多糖會與基質(zhì)內(nèi)的礦物質(zhì)結(jié)合成膠體，膠體在幼齡根系表面形成保護(hù)膜，阻擋病菌入侵根系，從而保護(hù)作物根系，保證作物吸收功能正常來提高作物產(chǎn)量。同時(shí)，蚯蚓糞中微生物會產(chǎn)生多種生長調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)作物產(chǎn)量及品質(zhì)提高。劉佳斌研究表明，用蚯蚓糞基質(zhì)栽培番茄，可使番茄植株增高、莖變長，葉面積增大，根系發(fā)達(dá)，而且番茄坐果率明顯提高，植株不易衰老，結(jié)果時(shí)間延長，番茄產(chǎn)量提高，可為農(nóng)戶創(chuàng)造更多收益［8］。

3 結(jié)語

蚯蚓糞作為優(yōu)質(zhì)、高效的有機(jī)基質(zhì)，近年來備受關(guān)注，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。蚯蚓糞在基質(zhì)中的應(yīng)用，增加了基質(zhì)中各種營養(yǎng)元素的含量，改善了基質(zhì)結(jié)構(gòu)，緩解了土傳病害，減少了連作障礙發(fā)生，提高了作物品質(zhì)和產(chǎn)量。由于蚯蚓糞基質(zhì)栽培的作物病蟲害少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者減少了農(nóng)藥、化肥用量，同時(shí)蚯蚓糞作為可再生資源替代了泥炭資源，使得礦產(chǎn)、泥炭資源等不可再生資源開采量減少。另外，蚯蚓糞中存在大量有益菌株，這些菌株可抑制植物病蟲害發(fā)生，如果分離出抑病菌株，可以將其用于防治植株病蟲害。總之，今后仍需深入研究蚯蚓糞，探索蚯蚓糞發(fā)揮作用的機(jī)理，深度挖掘其可利用價(jià)值，以推動綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展。