有机物料接种蚯蚓对设施菠菜产量及品质的影响.pdf

江 苏 农 业 学 报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.)，2018，34(2):411417 http:/www.jsnyxb.com 吴 迪， 刘 满 强， 焦 加 国， 等. 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 设 施 菠 菜 产 量 及 品 质 的 影 响J. 江 苏 农 业 学 报，2018，34(2):411-417. doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2018.02.027 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 设 施 菠 菜 产 量 及 品 质 的 影 响 吴 迪 1 ， 刘 满 强 2 ， 焦 加 国 2 ， 薛 利 红 1 ， 杨 林 章 1 (1. 江 苏 省 农 业 科 学 院 农 业 资 源 与 环 境 研 究 所， 江 苏 南 京 210014； 2. 南 京 农 业 大 学 资 源 与 环 境 科 学 学 院 土 壤 生 态 实 验 室， 江 苏 南 京 210095) 收 稿 日 期:2017-12-11 基 金 项 目: 国家自 然科学基 金 项 目(41601323、41771287)； 土 壤 与 农 业 可持续 发展 国 家 重 点 实 验 室 开 放 基 金 项 目(Y20160033)； 国家重 点研发计 划 项 目(2016YFD0801101)； 中 国 博 士 后 基 金项目(2015M581753) 作 者 简 介: 吴 迪(1987-)， 男， 福 建 福 安 人， 博 士， 助 理 研 究 员， 主 要 研 究 方 向 为 农 业 固 体 废 弃 物 的 资 源 化 利 用。 (E-mail) wudinjau163.com 通 讯 作 者: 杨 林 章，(E-mail)lzyangissas.ac.cn摘 要: 为 解 决 农 村 有 机 固 体 废 弃 物 产 能 过 剩 及 设 施 菜 地 生 产 力 下 降 的 问 题， 本 研 究 拟 建 立“ 有 机 物 料 还 田 蚯 蚓” 的 生 态 农 业 生 产 方 式， 实 现 有 机 物 料 资 源 化 利 用， 并 提 高 蔬 菜 产 量 和 品 质。 通 过2 个 田 间 试 验， 研 究 不 同 种 蚯 蚓( 赤 子 爱 胜 蚓 和 威 廉 腔 环 毛 蚓) 和 有 机 物 料 种 类 及 施 用 方 式 对 菠 菜 产 量 与 品 质 的 影 响。 结 果 表 明: 腐 熟 牛 粪 的 施 用 方 式 对 菠 菜 产 量 和 品 质 无 显 著 影 响， 在 施 用 腐 熟 牛 粪 条 件 下， 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 和 威 廉 腔 环 毛 蚓 分 别 提 高 菠 菜 产 量32.7837.23 和18.7044.26。 而 且， 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 显 著 提 高 菠 菜 的 可 溶 性 糖 和 维 生 素C 含 量， 同 时 降 低 了 菠 菜 中Cu、Pb 和Zn 含 量。 另 外， 本 研 究 还 发 现 赤 子 爱 胜 蚓 对 菠 菜 产 量 和 品 质 的 影 响 与 有 机 物 料 种 类 有 关， 综 合 效 果 最 佳 的 处 理 是 施 用 腐 熟 牛 粪 食 用 菌 渣 赤 子 爱 胜 蚓。 关 键 词: 赤 子 爱 胜 蚓； 威 廉 腔 环 毛 蚓； 有 机 物 料； 菠 菜； 产 量； 品 质 中 图 分 类 号: S636.1 文 献 标 识 码: A 文 章 编 号: 1000-4440(2018)02-0411-07 Effectsof inoculating earthworm into facility vegetable field on spinach yieldandqualityfollowingorganicmanureamendments WUDi 1 ， LIUMan-qiang 2 ， JIAOJia-guo 2 ， XUELi-hong 1 ， YANGLin-zhang 1 (1.InstituteofAgriculturalResourceandEnvironmentalSciences，JiangsuAcademyofAgriculturalSciences，Nanjing210014，China；2.SoilEcologyLab， CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences，NanjingAgriculturalUniversity，Nanjing210095，China)Abstract: Inordertosolvetheproblemofsurplusproductioninruralsolidwastesandlow-productionofprotected vegetablecultivation，theecologicalagriculturalproductionmodeoforganicmanurereturningaddedwithearthwormwases- tablishedtoreuseorganicmanureandimprovevegetableyieldandquality.Basedonthetwoexperiments，theeffectsofdif- ferentearthworms(EiseniafoetidaandMetaphireguillelmi)andmanureplacementontheyieldandqualityofspinachwere investigated.TheresultsshowedthatE.foetidaandM.guillelmiadditionsignificantlyincreasedthespinachyieldby32. 7837.23and18.7044.26，respectively.Furthermore，thecontentsofsolublesugarandvitaminCofthespinach weresignificantlyincreasedandthecontentsofCu，PbandZnofthespinachweresignificantlydecreasedwhenE.foetida wasintroduced.Inaddition，theeffectsofE.foetidaonthe spinachyieldandqualitywererelatedtoorganicmanure types，andthebesteffectappearedinthetreatmentofthe decomposed cattle manure added with edible mushroom andinoculatedwithE.foetida. Keywords: Eiseniafoetida； Metaphireguillelmi； organicmanure； spinach； yield； quality高 度 集 约 化 耕 作 方 式 在 环 境 污 染 和 食 品 安 全 方 1 1 4 面 的 弊 端 日 益 突 出。 通 过 增 施 有 机 肥 改 善 土 壤 环 境， 提 高 作 物 品 质 及 减 少 化 肥 投 入 实 现 未 来 环 境 友 好 农 业 可 持 续 发 展 已 成 为 共 识 1 。 中 国 农 业 废 弃 物 资 源 极 为 丰 富， 有 机 废 弃 物 既 是 重 要 的 有 机 肥 源， 又 是 环 境 污 染 源， 充 分 利 用 有 机 废 弃 物 资 源 是 变 废 为 宝 并 促 进 农 业 生 产 的 有 效 措 施 2 。 利 用 农 业 固 体 废 弃 物 制 成 的 有 机 肥 可 作 为 作 物 生 长 很 好 的 氮 源， 促 进 作 物 生 长 3 。 然 而， 有 机 废 弃 物 制 成 的 有 机 肥 存 在 养 分 含 量 低、 当 年 利 用 率 低、 重 金 属 含 量 高、 施 用 数 量 大 等 问 题， 严 重 制 约 了 其 实 际 应 用 价 值， 尤 其 是 不 能 及 时 满 足 生 长 期 较 短、 需 肥 较 多 的 蔬 菜 生 长 的 需 求 4 ， 而 农 田 生 态 系 统 中 最 重 要 的“ 工 程 师” 蚯 蚓 可 以 弥 补 这 个 缺 陷。 蚯 蚓 可 以 通 过 分 解 土 壤 表 面 的 有 机 物 料， 增 加 植 物 对 养 分 的 吸 收 从 而 促 进 作 物 生 长 5 ， 也 可 以 通 过 刺 激 微 生 物 活 性 产 生 植 物 调 节 物 质， 促 进 作 物 根 系 生 长 发 育， 进 而 提 高 作 物 的 产 量 和 品 质 6 。 目 前 国 内 外 大 量 研 究 蚯 蚓 堆 肥 后 的 产 物 蚯 蚓 粪 对 土 壤、 作 物 产 量 和 品 质 的 影 响 7-10 ， 较 少 研 究 者 关 注 蚯 蚓 对 作 物 产 量 和 品 质 影 响 的 直 接 作 用 11 。 由 于 制 取 蚯 蚓 粪 需 要 特 定 的 装 置， 为 了 降 低 在 运 输 和 装 置 处 理 上 的 成 本， 本 研 究 直 接 利 用 农 田 作 为 蚯 蚓 的 一 个 大 生 态 床， 拟 建 立“ 有 机 物 料 蚯 蚓” 的 生 产 模 式， 探 究 这 种 生 态 农 业 生 产 方 式 对 作 物 产 量 和 品 质 的 影 响 机 制。 在 田 间 试 验 的 过 程 中， 蚯 蚓 的 活 性 受 到 很 多 因 素 的 影 响， 要 确 保 蚯 蚓 接 种 成 功 并 生 长 良 好， 不 仅 要 为 其 提 供 丰 富 的 食 源， 且 应 尽 量 选 择 适 合 蚯 蚓 生 存 的 环 境 友 好 型 有 机 物 料 12 。 另 一 方 面， 蚯 蚓 生 态 型( 品 种) 的 选 择 也 至 关 重 要， 不 同 种 蚯 蚓 对 生 境 要 求 不 同， 蚯 蚓 粪 性 质 也 存 在 差 异， 从 而 对 作 物 的 产 量 和 品 质 产 生 不 同 的 影 响 13 。 本 研 究 以 菠 菜(SpinaciaoleraceaLinn) 为 试 验 材 料， 利 用 设 施 菜 地， 通 过2 个 田 间 试 验 拟 研 究 有 机 物 料( 腐 熟 牛 粪) 施 用 方 式 和 不 同 种 蚯 蚓 对 设 施 菠 菜 产 量、 营 养 品 质 和 安 全 品 质( 重 金 属 含 量) 的 影 响， 并 进 一 步 探 究 蚯 蚓 对 设 施 菠 菜 产 量、 营 养 品 质 和 安 全 品 质 的 影 响 与 施 用 有 机 物 料 种 类 的 关 系， 为 农 田 生 产 应 用 及 管 理 提 供 理 论 依 据。 1 材 料 与 方 法 1.1 供 试 土 壤 田 间 试 验 地 点 设 在 江 苏 省 苏 州 市 相 城 区 望 亭 镇 新 埂 村- 虞 河 蔬 菜 基 地(12028.732E，3126.798 N)， 属 于 北 亚 热 带 季 风 气 候， 常 年 平 均 气 温16.6 ， 最 高 气 温38.1， 最 低 气 温6.1，10 的 有 效 积 温4933.7， 年 均 无 霜 期231d， 年 平 均 降 雨 量1312mm， 年 平 均 日 照1745h， 年 平 均 太 阳 总 辐 射 量4.9410 5 J/cm 2 。 试 验 地 耕 作 层(020cm) 土 壤 基 本 性 质:pH5.96， 全 氮2.65 g/kg， 速 效 氮 (NH 4 -NNO 3 -N)168.17mg/kg， 砂 粒6.7， 粉 粒 68.8， 黏 粒24.5。 试 验 地 耕 作 层(020cm) 土 壤 基 本 性 质:pH5.76， 全 氮2.32 g/kg， 速 效 氮 (NH 4 -NNO 3 -N)157.21mg/kg， 砂 粒8.0， 粉 粒 69.2， 粘 粒22.8。 为 了 尽 量 减 小 土 壤 基 本 性 质 的 影 响， 本 试 验 地 和 为2 个 相 邻 的 设 施 大 棚。 1.2 供 试 材 料 试 验 选 用 的 蚯 蚓 品 种 为 赤 子 爱 胜 蚓(Eisenia foetida) 和 威 廉 腔 环 毛 蚓(Metaphireguillelmi)。 试 验 选 用 种 植 的 菠 菜 品 种 为 内 蒙 古 圆 叶 大 菠 菜(Spinacia oleraceaLinn)。 供 试 有 机 物 料:(1) 腐 熟 的 牛 粪， 选 自 苏 州 市 相 城 区 望 亭 镇 新 埂 村 奶 牛 场。 施 用 腐 熟 牛 粪( 以 下 所 有 的“ 腐 熟 牛 粪” 简 称 为“ 牛 粪”) 的 基 本 性 质 为 含 水 量80， 全 氮21.05g/kg， 全 磷11.30 g/kg， 全 钾3.25 g/kg， 全 铜46.820 mg/kg， 全 镉 0.522mg/kg， 全 铅2.390 mg/kg ， 全 锌200.550 mg/kg；(2) 商 品 有 机 肥， 选 自 沃 丰 有 限 公 司 生 产 的 商 品 有 机 肥， 其 基 本 性 质 为 含 水 量18， 全 氮11.90 g/kg， 全 磷9.56g/kg， 全 钾9.50g/kg， 全 铜53.080 mg/kg， 全 镉0.646mg/kg， 全 铅3.350mg/kg， 全 锌 215.480mg/kg；(3) 食 用 菌 渣， 选 自 苏 州 市 相 城 区 望 亭 镇 新 埂 村 食 用 菌 厂 生 产 蘑 菇 的 下 脚 料， 其 主 要 成 分 为 棉 籽 壳、 麸 皮 和 石 灰。 其 基 本 性 质 为 含 水 量 75， 全 氮6.70 g/kg， 全 磷2.03 g/kg， 全 钾2.31 g/kg， 全 铜12.500mg/kg， 全 镉0.193mg/kg， 全 铅 2.510mg/kg， 全 锌45.860mg/kg。 1.3 试 验 设 计 试 验: 田 间 试 验 小 区 建 于2010 年9 月， 试 验 小 区 由 硅 酸 钙 板 围 成， 大 小 为2.4m1.2m， 埋 入 地 下0.6m 深， 高 出 地 表0.2m， 以 防 止 蚯 蚓 逃 逸。 小 区 与 小 区 间 隔0.5m。 本 试 验 共 设 计6 个 处 理， 每 个 处 理3 个 重 复。 6 个 处 理 分 别 是: 牛 粪 表 施 (S)、 牛 粪 表 施 赤 子 爱 胜 蚓(SE)、 牛 粪 表 施 威 廉 腔 环 毛 蚓(SM)、 牛 粪 混 施(I)、 牛 粪 混 施 赤 子 爱 胜 蚓(IE)、 牛 粪 混 施 威 廉 腔 环 毛 蚓(IM)。 牛 粪 2 1 4 江 苏 农 业 学 报 2018 年 第 34 卷 第2 期 施 用 量 为30t/hm 2 ， 混 施 是 指 将 牛 粪 施 用 到 土 壤 中， 与 耕 作 层(20cm) 土 壤 混 匀， 表 施 是 指 土 壤 耕 作 后， 将 牛 粪 均 匀 地 散 在 土 壤 表 面。 其 中， 牛 粪 作 为 基 肥 一 次 性 施 用， 在 整 个 菠 菜 生 产 期 内 不 添 加 任 何 化 肥 或 追 施 肥 料。 2 种 蚯 蚓 经 清 肠 处 理 后， 接 种 量 按60g/m 2 相 当 于(1005) 条 赤 子 爱 胜 蚓， (302) 条 威 廉 腔 环 毛 蚓 进 行 接 种 14 。 尽 量 将 蚯 蚓 按 一 定 的 间 距 均 匀 散 放 到 田 面， 接 种 后 观 察 蚯 蚓 的 入 土 情 况， 需 要 时 更 换 掉 活 性 差 的 蚯 蚓。 菠 菜 收 获 后 对 所 有 小 区 进 行0.3m0.3m0.3m 样 方 取 样， 调 查 蚯 蚓 的 存 活 率 及 生 物 量。 试 验: 田 间 试 验 小 区 建 于2011 年9 月， 试 验 小 区 由 硅 酸 钙 板 围 成， 大 小 为2.4m1.2m， 埋 入 地 下0.6m 深， 高 出 地 表0.2m， 以 防 止 蚯 蚓 逃 逸。 小 区 与 小 区 间 隔0.5m。 本 试 验 共 设 计6 个 处 理， 每 个 处 理3 个 重 复。 6 个 处 理 分 别 是: 商 品 有 机 肥 (O)、 商 品 有 机 肥 赤 子 爱 胜 蚓(OE)、 腐 熟 牛 粪 (C)、 腐 熟 牛 粪 赤 子 爱 胜 蚓(CE)、 腐 熟 牛 粪 菌 渣(11)(CM) 和 腐 熟 牛 粪 菌 渣(11) 赤 子 爱 胜 蚓(CME)。 其 中， 商 品 有 机 肥 为 沃 丰 有 机 肥( 施 用 量18t/hm 2 )， 牛 粪 施 用 量 为30t/hm 2 ， 牛 粪 与 食 用 菌 渣 等 质 量(11) 施 用， 各 不 同 有 机 物 料 作 为 基 肥 一 次 性 施 用， 与 耕 作 层(20cm) 土 壤 混 匀， 在 整 个 作 物 生 产 期 内 无 任 何 肥 料 添 加。 赤 子 爱 胜 蚓 经 过 清 肠 处 理 后， 接 种 量 按60 g/m 2 相 当 于 (1005) 条 赤 子 爱 胜 蚓 接 种 14 。 尽 量 将 蚯 蚓 按 一 定 的 间 距 均 匀 散 放 到 田 面， 接 种 后 观 察 蚯 蚓 的 入 土 情 况， 需 要 时 更 换 掉 活 性 差 的 蚯 蚓。 菠 菜 收 获 后 对 所 有 小 区 进 行0.3m0.3m0.3m 样 方 取 样， 调 查 蚯 蚓 的 存 活 率 及 生 物 量。 1.4 样 品 采 集 与 分 析 1.4.1 植 株 样 品 的 采 集 菠 菜 生 长 季 为 每 年10 月 初 到12 月 初。 在 菠 菜 成 熟 期， 所 有 试 验 小 区 先 采 收0.5m0.5m 样 方 面 积 的 菠 菜， 抖 掉 根 系 上 的 土， 放 入 塑 料 袋， 带 回 实 验 室 称 质 量 后 用 于 菠 菜 品 质 的 测 定。 接 着 采 收 每 个 小 区 剩 下 区 域 的 菠 菜， 称 质 量 后 加 上 样 方 菠 菜 质 量 一 起 作 为 菠 菜 的 产 量。 采 收 样 方 里 的 菠 菜 用 蒸 馏 水 洗 干 净 后， 选 出 一 半 鲜 样 植 株 测 定 菠 菜 的 营 养 指 标， 另 一 半 植 株 用 信 封 装 好， 放 入 烘 箱 中，105 杀 青30min， 7080 烘 至 恒 质 量 后， 测 定 菠 菜 安 全 品 质 指 标 重 金 属 含 量。 1.4.2 植 株 样 品 的 分 析 1.4.2.1 菠 菜 营 养 品 质 指 标 的 测 定 在 菠 菜 的 鲜 样 植 株 中， 采 用2，6- 二 氯 酚 靛 酚 法 15 测 定 菠 菜 叶 片 中 维 生 素C 含 量， 采 用 蒽 酮 比 色 法 16 测 定 菠 菜 叶 片 中 可 溶 性 糖 含 量， 采 用 考 马 斯 亮 蓝 G-250 染 色 法 17 测 定 菠 菜 叶 片 中 可 溶 性 蛋 白 含 量， 采 用 水 杨 酸 比 色 法 15 测 定 菠 菜 叶 片 中 硝 酸 盐 含 量。 1.4.2.2 菠 菜 安 全 品 质 指 标 的 测 定 采 用HNO 3 / H 2 O 2 湿 法 消 解， 烘 干 的 菠 菜 样 品 粉 碎 过20 目 筛， 称0.500g 样 品 于 三 角 瓶 中， 加10mlHNO 3 过 夜， 于 电 热 板 上 缓 慢 加 热 至 剩 余12ml， 取 下 冷 却 后 加 入2mlH 2 O 2 ， 于 电 热 板 蒸 干 至 溶 液 呈 清 澈 透 明 状 态， 冷 却， 定 容， 过 滤 后 上ICP 仪 测 定Cu、Cd、Pb 和Zn 含 量。 1.5 数 据 分 析 采 用SPSS 软 件 对 数 据 进 行 统 计 分 析， 分 析 前 用Kolomogorov-Smirnov 和Levene 方 法 检 验 数 据 的 正 态 分 布 及 方 差 齐 性， 并 在 必 要 时 对 数 据 进 行 对 数 转 换。 在 试 验 中， 采 用 双 因 素 方 差 分 析 有 机 物 料 施 用 方 式 及 不 同 蚯 蚓 品 种 之 间 的 交 互 作 用。 采 用 单 因 素 方 差 分 析 不 同 种 蚯 蚓 对 菠 菜 产 量 及 品 种 的 作 用。 在 试 验 中， 以 独 立 样 本T 检 验 分 析 有 无 蚯 蚓 的 差 异， 均 值 比 较 检 验 采 用Duncan 氏 法。 采 用Ori- gin8.5 软 件 制 图。 2 结 果 与 分 析 2.1 蚯 蚓 生 物 量 在 试 验 和 菠 菜 收 获 后， 本 研 究 对 所 有 试 验 小 区 进 行 蚯 蚓 生 物 量 的 田 间 调 查。 所 有 接 种 蚯 蚓 的 小 区， 蚯 蚓 的 生 物 量 基 本 上 都 保 持70 以 上， 而 未 接 种 蚯 蚓 处 理 的 小 区 未 发 现 蚯 蚓。 这 些 基 础 条 件 为 试 验 的 成 功 进 行 提 供 了 保 障。 2.2 菠 菜 产 量 无 论 牛 粪 表 施 还 是 混 施，2 种 蚯 蚓 均 显 著 地 提 高 了 菠 菜 的 产 量( 图1)。 赤 子 爱 胜 蚓 和 威 廉 腔 环 毛 蚓 分 别 提 高 菠 菜 产 量32.7837.23 和18.70 44.26( 图1)。 另 外， 在 施 用 不 同 有 机 物 料 条 件 下 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 能 显 著 地 提 高 菠 菜 产 量( 图2)。 其 中， 施 用 牛 粪 食 用 菌 渣 中 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 菠 菜 产 量 最 高， 而 施 用 商 品 有 机 肥 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 菠 菜 产 量 增 幅 最 小( 图2)。 3 1 4 吴 迪 等: 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 设 施 菠 菜 产 量 及 品 质 的 影 响 图 中 不 同 小 写 字 母 表 示 在 有 机 物 料 表 施 或 混 施 处 理 中， 接 种 不 同 蚯 蚓 品 种 间 差 异 显 著(P0.05)。 S: 表 示 牛 粪 表 施，I: 表 示 牛 粪 混 施。 图1 蚯 蚓 和 有 机 物 料 施 用 方 式 对 菠 菜 产 量 的 影 响 Fig.1 Effectofearthwormsandmanureplacementonthespin- achyield 2.3 菠 菜 的 营 养 品 质 无 论 牛 粪 表 施 还 是 混 施， 赤 子 爱 胜 蚓 均 显 著 提 高 了 菠 菜 的 可 溶 性 糖 和 维 生 素C 含 量( 图3A， 图3 B)， 但 未 对 菠 菜 可 溶 性 蛋 白 和 硝 酸 盐 含 量 产 生 影 响 ( 图3C， 图3D)。 而 威 廉 腔 环 毛 蚓 对 菠 菜 营 养 品 质 指 标 的 影 响 并 不 显 著( 图3)。 在 不 同 有 机 物 料 比 较 试 验 中， 本 研 究 发 现， 除 了 施 用 商 品 有 机 肥 处 理 外， 在 施 牛 粪 或 牛 粪 食 用 菌 渣 条 件 下， 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 均 显 著 提 高 菠 菜 叶 片 中 可 溶 性 糖 和 维 生 素C 含 量， 但 对 菠 菜 可 溶 性 蛋 白 和 硝 酸 盐 含 量 无 显 著 影 响 ( 图4)。 图 中 不 同 小 写 字 母 表 示 不 同 处 理 间 差 异 显 著(P0.05)。 O: 表 示 施 用 商 品 有 机 肥，C: 表 示 施 用 牛 粪，CM: 表 示 施 用 牛 粪 食 用 菌 渣。 图2 不 同 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 菠 菜 产 量 的 影 响 Fig.2 Effectofearthwormsonthespinachyieldunderdiffer- entmanureapplication A: 菠 菜 可 溶 性 糖 含 量；B: 维 生 素C 含 量；C: 可 溶 性 蛋 白 含 量；D: 硝 酸 盐 含 量。 S: 表 示 牛 粪 表 施，I: 表 示 牛 粪 混 施。 图 中 不 同 小 写 字 母 表 示 在 有 机 肥 表 施 或 混 施 处 理 中， 接 种 不 同 蚯 蚓 品 种 间 差 异 显 著(P0.05)。 图3 蚯 蚓 和 有 机 物 料 施 用 方 式 对 菠 菜 营 养 品 质 的 影 响 Fig.3 Effectofearthwormsandmanureplacementonthespinachnutritionalquality 4 1 4 江 苏 农 业 学 报 2018 年 第 34 卷 第2 期 A: 菠 菜 可 溶 性 糖 含 量；B: 维 生 素C 含 量；C: 可 溶 性 蛋 白 含 量；D: 硝 酸 盐 含 量。 O: 表 示 施 用 商 品 有 机 肥，C: 表 示 施 用 牛 粪，CM: 表 示 施 用 牛 粪 食 用 菌 渣。 图 中 不 同 小 写 字 母 表 示 不 同 处 理 间 差 异 显 著(P0.05)。 图4 不 同 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 菠 菜 营 养 品 质 的 影 响 Fig.4 Effectofearthwormsonthespinachnutritionalqualityunderdifferentmanureapplication 2.4 菠 菜 的 安 全 品 质 从 表1 可 以 看 出， 蚯 蚓 和 施 肥 方 式 对 菠 菜 中 重 金 属 的 含 量 并 没 有 交 互 作 用。 无 论 牛 粪 表 施 还 是 混 施， 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 都 显 著 降 低 菠 菜 中Cu、Pb 和Zn 的 含 量。 在 不 同 有 机 物 料 比 较 试 验 中， 除 了 施 用 商 品 有 机 肥 外， 在 施 用 牛 粪 或 牛 粪 食 用 菌 渣 处 理 中 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 显 著 降 低 菠 菜 中Cu、Pb 和Zn 的 含 量( 表2)。 表1 蚯 蚓 和 施 肥 方 式 对 菠 菜 中 重 金 属 含 量 的 影 响 Table1 Effectofearthwormsandmanureplacementonheavymetalcontentofspinach 处 理 菠 菜 重 金 属 含 量(mg/kg) Cu Cd Pb Zn S 8.2720.527a 0.0470.005a 0.1870.011a 17.5321.134a SE 5.6881.096b 0.0450.005a 0.1470.022b 15.4011.035b SM 6.8681.277ab 0.0420.004a 0.1700.009ab 16.1841.274ab I 8.3001.003a 0.0480.003a 0.1800.013a 17.8720.906a IE 6.3670.675a 0.0430.004a 0.1500.005b 15.1570.889b IM 7.4060.422ab 0.0410.006a 0.1630.007ab 16.2370.978ab S 表 示 牛 粪 表 施 未 接 种 蚯 蚓；SE 表 示 牛 粪 表 施 并 接 种 赤 子 爱 胜 蚓；SM 表 示 牛 粪 表 施 并 接 种 威 廉 腔 环 毛 蚓；I 表 示 牛 粪 混 施 未 接 种 蚯 蚓；IE 表 示 牛 粪 混 施 并 接 种 赤 子 爱 胜 蚓；IM 表 示 牛 粪 混 施 并 接 种 威 廉 腔 环 毛 蚓。 同 列 数 据 后 不 同 小 写 字 母 表 示 在 处 理 间 差 异 显 著(P0.05)。 3 讨 论 依 据 蚯 蚓 的 生 活 习 性 及 其 在 生 态 系 统 中 的 功 能，一 般 将 蚯 蚓 分 为3 种 生 态 类 型 18 :(1) 表 层 种: 也 称 表 居 型， 是 指 居 住 和 取 食 都 在 土 壤 表 层， 以 有 机 质 和 腐 烂 中 的 植 物 残 体 为 食。 (2) 内 层 种: 也 称 土 居 型， 是 指 居 住 和 取 食 均 在 土 壤 内， 以 混 入 土 壤 中 的 土 壤 有 机 质 为 食 的 蚯 蚓 类 群， 其 繁 殖 力 和 种 群 数 量 较 低。 (3) 深 层 种: 也 称 上 食 下 居 型， 一 般 生 活 在 深 入 土 体 的 永 久 或 半 永 久 穴 道 里， 主 要 取 食 土 壤 腐 殖 5 1 4 吴 迪 等: 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 设 施 菠 菜 产 量 及 品 质 的 影 响 质 和 微 生 物 的 蚯 蚓 类 群。 本 研 究 中 赤 子 爱 胜 蚓 (Eiseniafoetida) 属 于 表 层 种， 主 要 取 食 有 机 物， 当 地 的 土 著 种 威 廉 腔 环 毛 蚓(Metaphireguillelmi) 属 于 内 层 种， 主 要 取 食 富 含 有 机 物 的 土 壤。 相 比 之 下， 施 加 牛 粪 等 有 机 物 料 更 适 合 赤 子 爱 胜 蚓 的 生 境。 表2 不 同 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 菠 菜 中 重 金 属 含 量 的 影 响 Table2 Effectofearthwormsonheavymetalcontentofspinachunderdifferentmanure 处 理 菠 菜 重 金 属 含 量(mg/kg) Cu Cd Pb Zn O 7.8310.193a 0.0460.002a 0.1870.002a 16.6770.345a OE 7.3680.339a 0.0480.004a 0.1850.003a 16.2840.474a C 7.8190.115a 0.0470.006a 0.1730.009a 17.8700.606a CE 6.3880.260b 0.0480.008a 0.1340.012b 15.6270.353b CM 8.1800.234a 0.0470.008a 0.1800.012a 17.2901.032a CME 6.4720.365b 0.0430.005a 0.1420.010b 14.2421.016b O 表 示 商 品 有 机 肥 混 施；OE 表 示 商 品 有 机 肥 混 施 接 种 赤 子 爱 胜 蚓；C: 表 示 牛 粪 混 施；CE: 表 示 牛 粪 混 施 接 种 赤 子 爱 胜 蚓；CM: 表 示 牛 粪 食 用 菌 渣 混 施；CME: 表 示 牛 粪 食 用 菌 渣 混 施 接 种 赤 子 爱 胜 蚓。 同 列 数 据 后 不 同 小 写 字 母 表 示 处 理 间 差 异 显 著(P0.05)。 3.1 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 菠 菜 产 量 的 影 响 蚯 蚓 主 要 通 过 挖 穴、 取 食 和 排 泄 活 动 影 响 植 物 的 生 长。 前 人 的 研 究 中， 对 蚯 蚓 提 高 作 物 产 量 的 争 议 主 要 集 中 在 受 太 多 变 量 条 件 的 约 束， 如: 蚯 蚓 的 种 类， 植 物 的 类 型 及 土 壤 的 性 质 19 。 本 研 究 通 过2 个 野 外 田 间 试 验， 发 现2 种 生 态 型 蚯 蚓 均 显 著 提 高 菠 菜 的 产 量。 可 能 存 在 以 下2 点 原 因: 一 方 面， 蚯 蚓 分 解 有 机 物 料 增 加 植 物 对 土 壤 速 效 养 分 的 吸 收； 另 一 方 面， 蚯 蚓 过 腹 土 壤 及 有 机 物 料 后 形 成 的 蚯 蚓 粪 中 富 含 大 量 的NO 3 -N 16 。 VanGroenigen 等 20 研 究 结 果 表 明， 蚯 蚓 能 增 加 作 物 大 约25 的 产 量。 同 时， Xiao 等 21 也 报 道 在 接 种 蚯 蚓 的 条 件 下， 植 物 地 上 部 分 生 物 量 增 加 了16， 地 下 部 分 生 物 量 增 加 了 29， 总 体 生 物 量 增 加 了22。 3.2 有 机 物 料 接 种 蚯 蚓 对 菠 菜 品 质 的 影 响 以 往 的 研 究 主 要 围 绕 蚯 蚓 对 作 物 产 量 的 作 用 展 开， 而 忽 略 了 蚯 蚓 对 作 物 品 质 的 影 响 21 。 作 物 的 品 质 可 分 为 营 养 品 质 和 安 全 品 质 两 方 面。 利 用 蚯 蚓 处 理 有 机 废 弃 物 得 到 的 产 物 蚯 蚓 粪 可 以 提 高 作 物 的 营 养 品 质。 胡 佩 等 22 通 过 试 验 发 现， 蚯 蚓 粪 中 富 含 各 种 益 生 菌 及 代 谢 产 物， 这 些 微 生 物 不 仅 使 复 杂 物 质 矿 化 为 植 物 易 于 吸 收 的 有 效 物 质， 而 且 还 可 以 合 成 一 系 列 具 有 生 物 活 性 的 物 质， 如 糖、 氨 基 酸、 维 生 素 等， 在 蔬 菜 营 养 品 质 的 次 级 代 谢 产 物 形 成 的 过 程 中 发 挥 着 重 要 重 要。 Wang 等 7 通 过 将 蚯 蚓 粪 与 土 壤 按 不 同 比 例 混 合 种 植 上 海 青， 发 现 蚯 蚓 粪 与 土 壤 比 例47 时， 显 著 提 高 了 青 菜 叶 片 中 维 生 素C 的 含 量， 当 比 例 为27，47 以 及70 时 均 显 著 提 高 了 上 海 青 叶 片 中 可 溶 性 糖 含 量。 同 时，Song 等 10 通 过 施 用 蚯 蚓 粪， 显 著 地 提 高 了 菠 菜 维 生 素C 含 量。 本 研 究 将 农 田 土 壤 当 做 一 大 生 态 床， 采 用“ 有 机 物 料 蚯 蚓” 的 农 业 生 产 方 式， 发 现 接 种 赤 子 爱 胜 蚓 后 菠 菜 的 可 溶 性 糖 和 维 生 素C 含 量 同 样 显 著 提 高。 一 方 面 可 能 来 自 蚯 蚓 在 田 间 取 食 有 机 物 料 形 成 蚯 蚓 粪 所 产 生 的 作 用； 另 一 方 面， 蚯 蚓 分 泌 的 黏 液 中 含 有16 种 氨 基 酸， 为 蔬 菜 营 养 品 质 提 供 了 合 成 或 代 谢 的 物 质 基 础 23 。 另 外， 由 于 中 国 对 有 机 物 料 还 田 的 使 用 还 缺 乏 有 毒 有 害 物 质 的 限 量 要 求， 因 此， 正 确 评 价 有 机 物 料 对 农 产 品 质 量( 尤 其 是 重 金 属 含 量)