蚓粪促进根系发育的生境机理探讨

蚓粪是蚯蚓处理有机固体废弃物的产物，能有效改良土壤结构，抑制土传病虫害，提高产品品质，促进壮苗形成，因此具备有机肥料的特征。最新研究表明，蚓粪通过与植物根系的互作效应而影响整个植株的发育，但其作用机理还不清楚。项目以茄果类蔬菜根系为研究载体，重点开展以下研究：一是蚓粪中活性物质对根系的作用机理，包括蚓粪中活性物质的种类、来源、作用方式与机制，根系生理响应特征等；二是蚓粪对根系生境的影响机理，包括根系生境的缓冲性、通气性、持水性等理化性质变化，C、N、P等养分形态变化与迁移释放，根系生境微生物区系变化特征等；三是根系对蚓粪的生理响应情况，包括根系的系统发育、根内输导组织的解剖结构发育以及根系活力等特征。通过研究，揭示蚓粪促进茄果类蔬菜幼苗根系发育的生境机理，丰富植物有机营养理论，并对资源化利用有机固废和促进绿色农业提供理论基础和实际应用的依据。

蚓粪营造了幼苗根系的独特生境，改变了根系形态发育、根输导组织结构、根系活力和物质累积分配。蚓粪基质比泥炭基质更有利于辣椒幼苗全生育期的根表面积、根粗、根体积，以及苗中期和成苗期的根尖数、根鲜（干）重，成苗期的根长等指标增加，随着生育期的推延，作用效果更加凸显。蚓粪基质更有利于辣椒幼苗根系活力、横切面直径和维管束面积的增加，同时减小了皮层细胞和维管束直径。.蚓粪中大量生物活性物质促进根系发育。蚯蚓过腹处理后，木质素、纤维素、半纤维素、糖类及其他碳水化合物逐步分解生成腐殖物质，同时水溶性有机硅化合物分解为无机硅氧化物。化合物Ⅰ（HPLC保留值为35.12～35.27min）含量明显增加。蚓粪中的GA3和IAA含量较高，蚯蚓过腹处理增加了过氧化氢酶活性，降低了脲酶活性。蚓粪中存在抑制根系皮层细胞增大的活性物质，其对根细胞体积的抑制作用与浓度呈正比。.蚓粪良好理化性质促进根系发育。蚓粪质地松软、呈黑褐色，结构性好，具有较多的微空隙、层状和颗粒状结构，含有能维持蚓粪良好微结构的水无法淋洗的胶状物质。与传泥炭基质相比，蚓粪的容重、总孔隙度、通气孔隙度、气/水大，水分耗损特征更加稳定，碱缓冲容量大、酸缓冲容量基本相当。蚓粪高缓冲性能是幼苗能够在高营养盐的蚓粪中正常生长的关键。.蚓粪良好微生物学性质促进根系发育。蚯蚓过腹处理后，增加了蚓粪的细菌、放线菌和真菌数量。与饵料相比，蚓粪细菌群落多样性均有不同程度的下降。当饵料由猪粪改为牛粪后，随着培养时间的延长，蚓粪细菌多样性逐渐下降并趋于稳定。蚓粪中的功能微生物是蚓粪促进根系发育的重要因子。.蚓粪含有大量矿质营养促进根系发育。与泥炭基质相比，蚓粪基质的pH值低，水溶性钾含量少，而EC值、全氮、有效氮、总磷、有效磷和有机质含量高。蚓粪基质的矿质营养总量显著高于泥炭基质，持续充足的矿质养分供应是形成壮根的基础条件。.蚓粪生境与根系根系、根系和幼苗茎叶间具有明显的交互作用。高温、粉碎、添加蛭石和矿质养分等能够调节蚓粪的性质，凸显蚓粪促进幼苗根系发育的有益作用。.蚓粪含有大量生物活性物质，优良的持水性、通气性、结构性和缓冲性等理化性质，良好的微生物特征以及持续、充足的矿质营养供应是促进根系发育的主要原因。蚓粪生境中，幼苗茎叶和根系具有明显的互促作用。蚓粪生物活性物质种类和功能，蚓粪有益微生物特征及其对根系的影响机理需进一步研究探讨。