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现代农业生产中,由于连年集约化种植及大量施用化肥肥料导致农田土壤养分供应失衡,盐分积累,肥力下降,作物品质及产量受到严重不利的影响。有研究表明,施用氨基酸水溶性肥料可以调节作物生长,促进作物对矿质养分的吸收,有利于品质和产量的提高。蚯蚓是一种陆生无脊椎动物,生物量大,可以作为维生素、矿物元素、氨基酸、蛋白质等物质的来源。蚯蚓水解液中氨基酸含量丰富,种类多,能够很好的改善作物的发育,但有关蚯蚓水解液制备条件对水解液性质的影响目前研究较少。本研究主要包括两个方面:一是探索蚯蚓氨基酸的酶解工艺条件。采用蚯蚓内源酶自溶水解蚯蚓的方法,设置环境条件为:温度50℃、pH值7、底物浓度1∶1(蚯蚓体的质量∶水的质量),探索分析酶解时间(0.5、3、6、12、24、48h)对酶解液中氨基酸种类、物质组成及官能团的影响特征。二是探索蚯蚓氨基酸液对作物发育的影响特征,采用叶面喷施的方法,通过大田田间试验,研究磷钾肥(0.3%KH2PO4)、蚯蚓氨基酸液(分别稀释800、500、300倍)、氨基酸液+磷钾肥(分别稀释800、500、300倍+0.3%KH2PO4)对西瓜、黄瓜、青菜和水稻等常见农作物的生长发育的影响特征。 蚯蚓水解实验表明,水解时间对蚯蚓水解过程和水解产物中物质组分具有明显作用:(1)总氨基酸含量及必需氨基酸含量因时间的延长呈先上升后下降的趋势,在6h时,含量最高;(2)水解产物中主要是分子量小于5000的物质,因时间的延长,整体上呈现小分子比例增加,大分子比例减少的变化趋势;(3)水解产物的红外官能团在不同时期种类及数量存在显著差异。在温度50℃、pH=7、底物浓度1∶1(蚯蚓质量∶水)的条件下,最适时间条件为6h。酶解产物中总氨基酸含量和必需氨基酸含量分别达到30.704g/L和15.233g/L。分子量小于300的占90.49%,小于200占82.43%;拥有—OH、—CH3、碳碳叁键、杂芳环、C—O、C—Br、C=O、—COO-和P—O—R等官能团。 蚯蚓氨基酸液肥肥效实验表明:(1)蚯蚓氨基酸肥料在黄瓜挂果期以施用稀释500倍氨基酸+0.3% KH2PO4效果最佳,可以显著增加Vc、蛋白质的含量,提高糖酸比,降低有机酸、硝酸盐含量;增加叶面中叶绿素含量并延长生长期;(2)水稻灌浆期以施用稀释300倍氨基酸肥料效果最佳,可以提高稻米矿质营养元素,提高产量,显著提高叶绿素含量,延缓叶片衰老;(3)青菜上以施用稀释300倍氨基酸肥料效果最佳,可以显著提高Vc、蛋白质含量,降低硝酸盐含量,提高产量;(4)西瓜上以施用稀释800倍氨基酸肥料效果最佳,可以显著地降低硝酸盐含量,显著提高蛋白质含量、糖酸比(中/边),有利于提高可溶性还原糖含量(中/边)和产量,提高叶绿素含量延缓衰老,其作用效果也要优于施用0.1%尿素、0.1%尿素+稀释500氨基酸肥处理。 综上,蚯蚓氨基酸肥料对不同作物的影响作用存在差异,为了更加合理地利用蚯蚓氨基酸肥料,需要了解施肥对象对肥料的需求量。