木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗保護(hù)性酶影響研究

黃曉梅，李東玉，范金霞，陳秀玲，趙紅曉

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱150030；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，哈爾濱 150030）

木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗保護(hù)性酶影響研究

黃曉梅1，李東玉1，范金霞2，陳秀玲3，趙紅曉1

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱150030；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，哈爾濱 150030）

文章對(duì)茄子和水稻幼苗噴施不同濃度木醋液處理，取樣葉片測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性。結(jié)果表明，不同稀釋倍數(shù)木醋液均對(duì)植物體內(nèi)保護(hù)性酶活性有不同程度提高，500倍稀釋液木醋液對(duì)茄子葉片保護(hù)性酶活性提高綜合效果顯著，400倍稀釋液木醋液對(duì)水稻幼苗保護(hù)性酶活性提高綜合效果顯著；而100倍稀釋液木醋液與對(duì)照組相比效果顯著，但對(duì)作物傷害較大。可為木醋液在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

木醋液；超氧化物歧化酶；過氧化物酶；過氧化氫酶；酶活力

木炭生產(chǎn)早期，木材干餾過程產(chǎn)生的混合性蒸汽副產(chǎn)物即木醋液[1]，其為具有煙熏氣味的紅褐色酸性液體。木醋液原材料來源廣泛，如森林采伐剩余物、原木造材邊角料、木材加工邊角料及廢棄木質(zhì)制品和木質(zhì)纖維制品[2]，農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源[3]。木醋液成分復(fù)雜，包含大量有機(jī)酸、醇類、酚類、醛類、酮類等有機(jī)小分子物質(zhì)[4]，作為天然生物質(zhì)能源經(jīng)熱解干餾可獲得綠色環(huán)保型產(chǎn)物，應(yīng)用于農(nóng)、林等產(chǎn)業(yè)，不會(huì)對(duì)土壤、空氣、水等生態(tài)環(huán)境造成污染，應(yīng)用價(jià)值較高。

木醋液可用作土壤殺菌劑、植物生長促進(jìn)劑等[5]。目前，國內(nèi)外已有大量關(guān)于木醋液應(yīng)用于農(nóng)、林、畜牧業(yè)等研究報(bào)道，如改良土壤性狀[6]、提高菌菇產(chǎn)量[7]、抑菌和殺菌[8-9]、防蟲[10]，抗病[11]等。不同濃度木醋液對(duì)茄子、生菜、豆瓣菜、山芹菜、菊花等種子萌發(fā)影響顯著[12-13]。目前，木醋液葉面施肥作植物營養(yǎng)輔助應(yīng)用廣泛[13]。適宜濃度木醋液可提高辣椒果實(shí)維生素C含量[14]，促進(jìn)有機(jī)煙草產(chǎn)量和產(chǎn)值，降低普通花葉病和黑脛病發(fā)病率[15]。蘋果木醋液對(duì)鮮畜禽糞便具有良好殺菌效果，可應(yīng)用于畜禽糞污處理等方面[16]。木醋液作為殺菌劑和植物生長調(diào)節(jié)劑報(bào)道較多，但其作用機(jī)制尚不明晰。

植物細(xì)胞內(nèi)存在活性氧產(chǎn)生和消除過程，在脅迫條件下，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生較多活性氧，破壞膜系統(tǒng)。植物體為防止自由基傷害，產(chǎn)生活性物質(zhì)，清除活性氧自由基，防止膜系統(tǒng)遭到破壞，維持正常生理功能。植物體內(nèi)消除活性氧保護(hù)酶系統(tǒng)，主要有SOD、POD和CAT等。SOD是重要抗氧化保護(hù)酶，催化活性氧通過歧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為O2和H2O2，保護(hù)植物不受超氧自由基傷害。POD和CAT可將生成H2O2轉(zhuǎn)化為H2O和O2，清除植物體內(nèi)過氧化氫，減少傷害。

茄子為北方主要種植蔬菜之一，水稻是北方主要糧食作物。目前國內(nèi)外有關(guān)于木醋液對(duì)各類作物萌發(fā)和根系生長報(bào)道較多，但木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗中保護(hù)性酶變化方向研究鮮見。本試驗(yàn)對(duì)這兩種植物幼苗作不同濃度木醋液處理，測定幼苗SOD、POD和CAT活性變化，旨在了解不同濃度木醋液對(duì)植物體內(nèi)保護(hù)性酶活性影響，在不影響作物生長前提下，獲得作物生長最適木醋液濃度，增加作物抗逆性，為開發(fā)木醋液農(nóng)藥和液體肥料等制劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

木醋液由松子殼經(jīng)熱解干餾制得，棕褐色，pH 2.8。

供試土壤取自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站。去除土壤根系和動(dòng)植物等殘?bào)w，過2 mm篩備用。

1.2 試驗(yàn)方法

將飽滿茄子種子用細(xì)土拌勻后均勻撒播于裝有過篩土高度為5 cm培養(yǎng)盤中，覆土并保持一定濕度至種子萌發(fā)。待茄子幼苗長出三片真葉時(shí)，將茄苗移至高為10 cm、寬20 cm、長40 cm長方體培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每個(gè)培養(yǎng)箱15株茄苗，移栽10 d后，用不同稀釋度（100倍、300倍、500倍、700倍）木醋液澆灌茄子幼苗，以自來水作對(duì)照（CK），生長期內(nèi)澆灌2次。分別于在第2、4、6、10和20天取長勢(shì)良好茄子葉片，測定保護(hù)性酶活性，共5次生物學(xué)重復(fù)。

取飽滿水稻種子經(jīng)75%酒精消毒，無菌水清洗并浸泡3 d促進(jìn)萌發(fā)，將萌發(fā)種子均勻播種到水稻秧盤中培養(yǎng)。待水稻幼苗長至兩葉一心時(shí)，用不同稀釋度（100倍、200倍、300倍、400倍和500倍）木醋液澆灌，以自來水作對(duì)照（CK），每兩天澆1次。每天取水稻幼苗葉片，測定保護(hù)性酶活性，共6次生物學(xué)重復(fù)。

1.3 保護(hù)性酶活性測定

通過一系列細(xì)微的環(huán)節(jié)、措施，患者手術(shù)體驗(yàn)大為改觀，康復(fù)時(shí)間大大縮短，平均住院日下降，患者花費(fèi)降低，醫(yī)保費(fèi)用跟著降低，形成多方共贏的局面。

紫外分光光度計(jì)測定植物保護(hù)性酶活性，測定方法參照文獻(xiàn)[17-18]，SOD活性測定采用氮藍(lán)四唑（NBT）光化還原法，以抑制NBT光化還原50%為1個(gè)酶活性單位（U）；POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚氧化法，以O(shè)D470每分鐘增加0.01為1 U；CAT活性測定以O(shè)D240每分鐘減少0.01為1 U。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用WPS-Excel 2016、GraphPad Prism作數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和繪圖，用SPSS 21.0作差異性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗SOD活性影響

2.1.1 不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗SOD活性影響

圖1 不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗葉片SOD活性影響Fig.1 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on SOD activity in leaves of eggplant seedlings

由圖1可知，木醋液處理茄子幼苗后第2天，SOD活性在100倍稀釋液處理下較CK組升高0.52倍，而300倍稀液處理組SOD活性較CK組卻降低0.44倍，500倍稀釋液處理組SOD活性較CK組降低0.14倍，700倍稀釋液處理組SOD活性較CK組略有升高（提升0.11倍）。處理后第4天，100倍和300倍木醋液處理對(duì)茄子幼苗葉片SOD活性與第2天相比變化不大，而其他3組均表現(xiàn)出對(duì)SOD活性較大提高。第6天，CK組SOD活性較第4天相下降0.22倍，100倍稀釋液處理組SOD活性較第4天提高較大，出現(xiàn)峰值。其他幾組處理均對(duì)SOD活性表現(xiàn)提高作用。處理后第10天較第6天CK組SOD活性變化不顯著，但其他組則急劇下降，其中100倍稀釋液處理組極顯著，下降2倍。處理后第20天，CK組SOD活性基本與第10天測定值持平，但其他組分SOD活性較第10天測定時(shí)顯著升高，其中第20天時(shí)，100倍稀釋液處理組SOD活性最高（511.91 U·g-1），是CK組1.85倍。

2.1.2 不同濃度木醋液對(duì)水稻幼苗SOD活性影響

結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同濃度木醋液對(duì)水稻幼苗葉片SOD活性影響Fig.2 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on SOD activity in leaves of rice seedlings

由圖2可知，各取樣時(shí)間所測CK組SOD活性變化小幅波動(dòng)，但總體呈上升趨勢(shì)，處理后第2天活性最低，隨后逐漸上升。而其他各處理組SOD活性則基本呈先升后降趨勢(shì)，100倍處理組SOD活性比CK組有較顯著提高，且第2天提升效果極顯著，高出CK組1.09倍。另外，200倍稀釋處理水稻幼苗SOD活性均有提高，而300倍、400倍和500倍稀釋液對(duì)水稻幼苗SOD活性影響則不如200倍稀釋液作用效果顯著。處理第1天和第6天，500倍稀釋液對(duì)水稻幼苗葉片SOD活性影響小。第4天開始，400倍木醋液處理組水稻幼苗葉片SOD活性均低于CK組。第6天，僅100倍和200倍稀釋液處理組水稻幼苗SOD活性高于CK組，其余處理組水稻幼苗葉片SOD活性均低于CK組。400倍稀釋液處理組SOD活性僅第1天測定時(shí)顯示較高活性，其后5 d測定均低于其他稀釋度木醋液處理水稻幼苗SOD活性。測定水稻幼苗過程中，隨木醋液濃度降低，SOD活性下降，說明高濃度木醋液可提升水稻幼苗SOD活性，低濃度木醋液對(duì)水稻幼苗SOD活性提升作用相對(duì)較小。

圖3 不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗葉片POD活性影響Fig.3 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on POD activity in leaves of eggplant seedlings

2.2 木醋液對(duì)茄子和水稻過氧化物酶（POD）影響

2.2.1 不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗POD活性影響

由圖3可知，不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗中POD活性影響表現(xiàn)不同，處理后第2天，除100倍稀釋木醋液處理葉片POD活性與其他處理組差異顯著，其余組處理POD活性相同。第4天，CK組處理POD活性與第2天測定相比變化較小，而其他組處理POD活性均較第2天顯著提升。第6天，CK組處理POD活性有小幅上升，其他組處理均有不同程度下降。第10天，各組處理POD活性均有所上升，100倍稀釋木醋液處理茄子葉片POD活性出現(xiàn)峰值（1 052.40 U·g-1·min-1）。第20天，CK組POD活性高于其他組，先前測定對(duì)POD活性有較高提升作用的100倍稀釋木醋液也低于CK處理組（降低0.34倍）。且300倍稀釋木醋液處理茄子幼苗葉片內(nèi)POD活性最低（537.90 U·g-1·min-1）。500倍和700倍稀釋處理POD活性顯著高于100倍和300倍。說明高濃度木醋液澆灌茄子幼苗顯著降低茄子幼苗POD活性，而較低濃度木醋液澆灌茄子幼苗對(duì)POD活性影響較小。

2.2.2 不同濃度木醋液對(duì)水稻幼苗葉片POD活性影響

由圖4可知，處理后第1天，各組木醋液處理POD活性均高于CK組，其中500倍稀釋木醋液處理POD活性高于CK組0.63倍。第2天，100倍稀釋木醋液處理組POD活性出現(xiàn)峰值（8 773.33 U·g-1·min-1），200倍稀釋木醋液處理組POD活性則出現(xiàn)最小值（2 871.10 U·g-1·min-1）。說明不同稀釋倍數(shù)木醋液對(duì)水稻幼苗POD活性影響差異較大。第3天，各組處理POD活性均低于CK組，200倍和400倍稀釋處理木醋液對(duì)水稻幼苗POD活性影響基本持平。第4天，100倍稀釋木醋液處理水稻幼苗POD活性顯著低于其他各組處理，而其他組處理POD活性基本相同。第5天，各組處理POD活性差異不顯著。第6天，各組處理差異顯著，其中僅400倍稀釋木醋液處理POD活性高于CK組，其他組處理POD活性均低于CK組。

總體看，高濃度木醋液對(duì)水稻幼苗POD活性影響不穩(wěn)定，而低濃度木醋液對(duì)水稻幼苗POD活性影響相對(duì)穩(wěn)定。

圖4 不同濃度木醋液對(duì)水稻幼苗葉片POD活性影響Fig.4 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on POD activity in leaves of rice seedlings

2.3 木醋液對(duì)茄子和水稻過氧化氫酶（CAT）活性影響

2.3.1 不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗葉片CAT活性影響

不同稀釋度木醋液對(duì)茄子幼苗葉片CAT活性影響見圖5，由圖5可知，處理后第2天，CK組CAT活性最高，500倍稀釋木醋液處理CAT活性為各組最低值。處理后第4天，300倍稀釋木醋液處理茄子葉片CAT活性出現(xiàn)峰值（47.80 U·g-1·min-1），高于CK組處理1.08倍，隨后降低，且第6天降到最低。處理后第6～20天，CK組和300倍稀釋木醋液處理組CAT活性變化較小，說明這兩組對(duì)茄子幼苗CAT活性影響相對(duì)穩(wěn)定。處理后第20天，CAT活性隨木醋液濃度降低而上升，其中僅700倍稀釋木醋液處理組CAT活性高于CK組。說明長時(shí)間適當(dāng)向茄子幼苗添加木醋液可穩(wěn)定提高CAT活性。

圖5 不同濃度木醋液對(duì)茄子幼苗葉片CAT活性影響Fig.5 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on CAT activity in leaves of rice seedlings

2.3.2 不同濃度木醋液對(duì)水稻幼苗葉片CAT活性影響

由圖6可知，處理后第1天，水稻幼苗各組處理CAT活性均呈最大值。整個(gè)試驗(yàn)過程中，水稻幼苗CAT活性總體呈下降趨勢(shì)，但第6天有4個(gè)處理CAT活性略有上升。另外，各測定時(shí)間點(diǎn)100倍稀釋木醋液處理水稻幼苗CAT活性均高于CK組，且在開始用木醋液處理時(shí)差異較為顯著，第5、6天測定值趨于穩(wěn)定。處理后第4天，100倍稀釋木醋液處理組CAT活性與CK組相差最大，為CK組水稻幼苗CAT活性1.57倍。前期測定發(fā)現(xiàn)，200倍稀釋木醋液處理水稻幼苗CAT活性未發(fā)生顯著變化，均低于300倍和400倍稀釋木醋液處理組，但隨后，其他處理組CAT活性下降較快。連續(xù)6 d測定觀察發(fā)現(xiàn)，第5天，300倍和500倍稀釋木醋液處理水稻幼苗CAT活性均高于其他處理組。第6天，各處理對(duì)水稻幼苗CAT活性影響穩(wěn)定，且高于CK組，說明稀釋木醋液可提高水稻幼苗CAT活性。100倍、200倍和400倍稀釋木醋液對(duì)水稻幼苗CAT活性提升效果優(yōu)于300倍和500倍處理。

圖6 不同濃度木醋液對(duì)水稻幼苗葉片CAT活性影響Fig.6 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on CAT activity in leaves of rice seedlings

3 討論

本試驗(yàn)?zāi)敬滓簽樗勺託そ?jīng)干餾制得環(huán)保型產(chǎn)物，富含大量有機(jī)酸、醇類、酚類等有機(jī)小分子類物質(zhì)[19]。試驗(yàn)使用不同濃度木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗澆灌處理，測定幼苗葉片SOD、POD、CAT保護(hù)性酶活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同稀釋度木醋液對(duì)植物體內(nèi)保護(hù)性酶有不同刺激作用。各稀釋度木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗保護(hù)性酶活性和植物生長有不同程度提高，其中100倍稀釋木醋液導(dǎo)致茄子幼苗部分葉片變黃脫落。這與陳建勛等對(duì)辣椒葉面噴施較高濃度木醋液對(duì)辣椒苗生長影響研究結(jié)果一致[17]，且葉片有不同程度脫落或枯萎，與劉景珍等[20]、李忠徽等[21]報(bào)道一致。

木醋液對(duì)不同植物影響效果不同。木醋液對(duì)茄子幼苗SOD活性提升顯著，與周小燕使用不同濃度木醋液研究馬鈴薯組培苗SOD活性變化結(jié)果一致[22]；POD活性表現(xiàn)為高濃度木醋液處理降低POD活性，而低濃度木醋液處理提高POD活性；CAT活性也隨木醋液濃度降低而升高。

由本試驗(yàn)可知，高濃度木醋液對(duì)水稻幼苗SOD活性有提高作用，低濃度木醋液對(duì)水稻幼苗SOD活性提高作用相對(duì)較小；POD活性則隨木醋液濃度降低而升高；木醋液對(duì)CAT酶活力影響較CK組提升較少。不同濃度木醋液處理茄子和水稻幼苗對(duì)葉片內(nèi)保護(hù)性酶影響及變化趨勢(shì)不同，一方面可能是植物種類與木醋液濃度影響吸收效率，或與植物體內(nèi)保護(hù)性酶對(duì)不同濃度木醋液應(yīng)激反應(yīng)不同有關(guān)。

4 結(jié)論

不同稀釋倍數(shù)木醋液均會(huì)對(duì)植物體內(nèi)保護(hù)性酶活性有不同程度提高，其中100倍稀釋液與空白相比效果顯著，但對(duì)作物傷害較大。500倍稀釋液對(duì)茄子葉片保護(hù)性酶活性提高綜合效果顯著，400倍稀釋液對(duì)水稻幼苗保護(hù)性酶活性提高綜合效果顯著。后續(xù)試驗(yàn)應(yīng)細(xì)化木醋液稀釋倍數(shù)，了解木醋液對(duì)植物體內(nèi)保護(hù)性酶影響及作用機(jī)制。

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Effect of pyroligneous acid on protective enzymes of eggplant and rice seedlings

HUANG Xiaomei1,LI Dongyu1,FAN Jinxia2,CHEN Xiuling3,ZHAO Hongxiao1(1.School of Resources and Environmental Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2. School of Engineering,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;3.School of Horticulture and LandscapeArchitecture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

To study the effect of pyroligneous acid on protective enzymes of eggplant and rice seedlings,eggplant and rice seedlings were sprayed with different concentrations pyroligneous acid. Samples of leaves were collected and the enzyme acitivities of superoxide dismutase(SOD),peroxidase (POD),catalase(CAT)were measured.The results showed that different dilutions of pyroligneous acid would help to enhance the enzyme activity of protective enzyme.The pyroligneous acid on protective enzyme of eggplant leaves and rice seedings was the most remarkable at 500-fold and 400-fold dilution, respecitively.However,the plants were damaged at 100-fold diluted pyroligneous acid compared to the control treatment.The results will provide a reference for pyroligneous acid agricultural application.

pyroligneous acid;SOD;POD;CAT;enzyme activity

S641.1；Q945.79；S511

A

1005-9369（2016）12-0023-07

2016-09-28

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（12531046）；黑龍江省自然科學(xué)基金（面上項(xiàng)目）（C2015002）；東北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士啟動(dòng)基金（2012RCB95）。

黃曉梅（1966-），女，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槲⑸锷锝到饧吧锓乐?。E-mail:xmhuang2000@126.com

黃曉梅，李東玉，范金霞,等.木醋液對(duì)茄子和水稻幼苗保護(hù)性酶影響研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,47(12):23-29.

Huang Xiaomei,Li Dongyu,Fan Jinxia,et al.Effect of pyroligneous acid on protective enzymes of eggplant and rice seedlings[J].Journal of Northeast Agricultural University,2016,47(12):23-29.(in Chinese with English abstract)