蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的影響

張見，邢軍，曲麗君，李欣屹

（天津天豐澤田生物科技有限公司，天津300457）

蚯蚓是一種常見的陸生環(huán)節(jié)動(dòng)物，以土壤中腐敗的有機(jī)質(zhì)為食，對(duì)維持土壤生態(tài)系統(tǒng)健康具有重要意義[1]。早在16 世紀(jì)70 年代，就有學(xué)者就蚯蚓對(duì)植物的影響做出結(jié)論，認(rèn)為“蚯蚓在自然界雖顯得很小而不值一顧的一環(huán)，但若失掉它則將造成遺憾的欠缺，看來(lái)蚯蚓是植被的偉大助長(zhǎng)者，沒有他們植被不能順利發(fā)展……”[2]。1881 年，達(dá)爾文也提出了蚯蚓對(duì)耕種栽培的作用。鄭亮等發(fā)現(xiàn)，蚯蚓活動(dòng)可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，加速有機(jī)物的分解和養(yǎng)分活化，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)和獲得高產(chǎn)[4]。胡佩等發(fā)現(xiàn)從蚯蚓糞中可以提取出IAA、GA3 等植物激素，對(duì)植物不定根的產(chǎn)生發(fā)育具有促進(jìn)作用[5-6]。Roch、劉艷琴等研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓體腔液具有溶血和凝血作用，并且還可抑菌[7-8]。卓少明等[9]利用蚯蚓體腔液在蔬菜栽培中控病效果顯著。但是有關(guān)蚯蚓體內(nèi)提取的物質(zhì)是否能夠影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的研究鮮少。該試驗(yàn)以熱刺激赤子愛勝蚓活體后獲得的蚯蚓體腔液為供試材料，研究了蚯蚓體腔液不同稀釋倍數(shù)對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為水稻種植生產(chǎn)提供參考及依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試蚯蚓和種子。赤子愛勝蚓（Eisenia foeida），由天津市瑞林蚯蚓養(yǎng)殖專業(yè)合作社提供。水稻（Oryza sativa L）為津原85，購(gòu)自天津市原種廠。

1.1.2 供試蚯蚓體腔液的制備。選取2 kg 環(huán)帶明顯，體重在300～400 mg 的成熟蚯蚓，將其放置到鋪有浸濕濾紙的塑料周轉(zhuǎn)箱中進(jìn)行排糞，時(shí)長(zhǎng)48 h。期間要定期用鑷子撥動(dòng)蚯蚓，防止抱團(tuán)，保證排糞完全。排糞后，使用pH=6.8的PBS 緩沖液反復(fù)沖洗蚯蚓，轉(zhuǎn)到新的塑料周轉(zhuǎn)箱中，平散放于盤內(nèi)。將1 L 45（±5）℃的蒸餾水倒在蚯蚓體上，蚓體周圍浸出伴有刺激性氣味的黃色分泌物，即蚯蚓體腔液。7～8 min 后，待水溫冷卻至室溫，收集液體，4℃、3000 r/min離心20 min，取上清液，置于超低溫保藏[10-11]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 幼苗的培養(yǎng)。用蒸餾水浸泡供試的水稻種子24 h（處理前，水稻種子需35℃催芽12 h），96 孔板剪去底部頂端，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的種子放入96 孔板中，每孔放入1 顆，將種子胚部朝下，每板放置在去蓋的96 孔200 μL 槍頭盒上培養(yǎng)?？装迳w上蒸餾水浸濕的紗布，槍頭盒里放入水，水面高度低于96 孔板，待水稻長(zhǎng)出根，去除紗布。放在培養(yǎng)架上進(jìn)行培養(yǎng)，光照強(qiáng)度保持在150 μmoL·m-2·s-1，光照時(shí)間12 h/d。培養(yǎng)到第3 天時(shí)，選取生長(zhǎng)一致的幼苗作為試驗(yàn)材料進(jìn)行處理。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)設(shè)置6 個(gè)處理，清水培養(yǎng)的幼苗作為對(duì)照（CK），幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)設(shè)置5 個(gè)蚯蚓體腔液稀釋濃度，分別用去離子水將收集到的體腔液稀釋1000、500、250、100、50 倍（分別用T1、T2、T3、T4、T5 表示），每個(gè)處理3 次重復(fù)。處理后的第7 天進(jìn)行取樣。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 株高、干鮮重、根長(zhǎng)等生物量的測(cè)定。使用標(biāo)準(zhǔn)的厘米尺對(duì)株高及根長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量。使用萬(wàn)分之一天平測(cè)量地上部分的干鮮重。干重測(cè)量時(shí)均在105℃下殺青15 min，然后放置于80℃烘箱中烘干至恒重，再進(jìn)行測(cè)量。

1.3.2 葉片可溶性糖含量的測(cè)定。葉片的可溶性糖含量采用蒽酮法進(jìn)行測(cè)定。

其中：C 為提取液中可溶性糖濃度（μg），由標(biāo)曲查得；V 為提取液總體積（mL）；a 為測(cè)定時(shí)所用的體積（mL）；W 為樣品重量（g）。

1.3.3 抗氧化酶活性（SOD、POD）的測(cè)定。粗酶提取液的提取，取6 株幼苗，稱取0.5 g 左右的葉片，加入50 mM的提取緩沖液3 mL（pH=7.8）、0.1 mM 的EDTA、4% W/V的PVPP，冰浴研磨，將研磨后的勻漿轉(zhuǎn)入10 mL 的離心管中，在4℃、12000 rpm 下離心20 min，上清液轉(zhuǎn)入10 mL 的離心管中，用上述提取緩沖液定容至10 mL，即得酶提取液。將該酶液放入4℃的冰箱中保存?zhèn)溆??？寡趸富钚缘臏y(cè)定，采用NBT 光還原法測(cè)定SOD 酶活性，采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定POD 活性。

SOD 總活性＝［（Ack-AE）×Vs］/（1/2Ack×W×Vt）（U/g FW）

Ack 為照光對(duì)照管的吸光度；AE 為樣品管的吸光度；Vs 為提取酶液總體積（mL）；

Vt 為測(cè)定時(shí)的酶液用量（mL）；W 為樣品鮮重（g）；ΔA470 為反應(yīng)時(shí)間內(nèi)470 nm 處吸光度的變化；t 為反應(yīng)時(shí)間（min）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后用SAS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析并在P=0.05 水平下采用Duncan 法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗株高、根數(shù)和總根長(zhǎng)的影響

由表1 可知，隨著蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)的降低，水稻幼苗的株高呈先升高后降低的趨勢(shì)。相比CK，T1、T2、T3處理均顯著提高，分別提高79.98%、102.63%、51.78%，且各處理間差異顯著；T4、T5 處理較CK 降低1.01%和19.99%，且T5 處理差異顯著。

降低蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)，水稻幼苗的根數(shù)呈先升高后降低的趨勢(shì)。T1、T2 處理均顯著高于CK，分別提高12.84%和19.00%；T3、T4、T5 處理較CK 降 低1.42%、11.12%和26.89%，且T4、T5 處理和CK 之間差異達(dá)顯著水平。

降低蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)，水稻幼苗的總長(zhǎng)度呈降低的趨勢(shì)。T1、T2 處理較CK 提高41.23%和27.96%，且差異均達(dá)顯著水平；T3、T4、T5 處理較CK 降低9.52%、45.44%和57.03%，且T3、T4、CK 之間差異達(dá)顯著水平。

表1 不同稀釋倍數(shù)的蚯蚓體腔液對(duì)水稻株高、根數(shù)和總根長(zhǎng)的影響

2.2 蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗地上部、根系鮮重和干重的影響

由表2 可知，隨著蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)的降低，水稻幼苗地上部與根系的鮮重和干重均呈先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)。

表2 不同稀釋倍數(shù)的蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗地上部、根鮮重和干重的影響

降低蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)，T1、T2、T3、T4 處理苗鮮重均顯著高于CK，分別提高106.02%、148.02%、123.08%和27.57 %，以T2 處理最大；T5 處理低于CK，降低7.97%，差異達(dá)顯著水平。T1、T2、T3、T4、T5 處理苗干重均顯著高于CK，分別提高72.18%、95.73%、71.76%、13.79%和5.46%，以T2 處理顯著最高。

降低蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)，T1、T2、T3、T4、T5 處理根鮮重和干重均高于CK。T1、T2、T3、T4、T5 處理根鮮重較CK 提高83.78%、142.24%、108.86%、31.29%和1.87%，其中T1、T2、T3、T4 處理和CK 之間的差異，達(dá)顯著水平，且以T2 處理最大；T1、T2、T3、T4、T5 處理根干重較CK 顯著提高59.49%、108.92%、91.49%、70.51%和8.28%，且以T2處理最大。

2.3 蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗可溶性糖含量的影響

由圖1 可知，添加蚯蚓體腔液，水稻幼苗可溶性糖含量降低，且較T1、T2、T5 處理，T3、T4 處理水稻幼苗可溶性糖含量顯著降低，且T3、T4 處理間差異顯著。隨著蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)降低，T1、T2、T3、T4、T5 各處理水稻幼苗可溶性糖含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，T1、T2、T3、T4、T5 各處理較CK 水稻幼苗可溶性糖含量顯著降低，分別降低4.25%、4.68%、30.24%、23.66%和3.63%，以T3 處理最低。

2.4 蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗SOD 酶活性的影響

由圖2 可知，隨著蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)降低，水稻幼苗SOD 酶活性呈先降低后升高的趨勢(shì)，且T1、T2、T3、T4、T5 處理間差異顯著，以T5 最高。相比CK，T1 和T2 處理水稻幼苗SOD 酶活分別降低0.31%和10.25%，且T2 處理達(dá)顯著水平；T3、T4、T5 處理水稻幼苗SOD酶活性分別提高14.66%、32.20%、51.59%，差異達(dá)顯著水平。

2.5 蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗POD 酶活性的影響

由圖3 可知，隨著蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)降低，水稻幼苗POD 酶活性呈先降低后升高的趨勢(shì)，且T4、T5 處理顯著高于T1、T2、T3，其中T4、T5 處理間差異不顯著，T1、T2、T3 處理間差異顯著。相比CK，T1 和T2 處理水稻幼苗POD 酶活分別降低0.31%和10.25%，且T2 處理達(dá)顯著水平；T3、T4、T5 處理水稻幼苗POD 酶活性分別提高14.66%、32.20%和51.59%，差異達(dá)顯著水平。

3 結(jié)果與討論

幼苗的株髙是該植株長(zhǎng)勢(shì)好壞的重要指標(biāo)，植株的長(zhǎng)勢(shì)也是該植物所處環(huán)境條件好壞的一個(gè)體現(xiàn)。根系作為植物的主要器官，植物通過(guò)根系將從土壤中吸收的水分、養(yǎng)分和其他生理活性物質(zhì)向地上部運(yùn)輸，同時(shí)也接收地上部運(yùn)送下來(lái)的有機(jī)物及生理活性物質(zhì)[12]，同時(shí)還起到固定和支持植物的作用。植物根系的生長(zhǎng)狀況直接決定了該植物的生長(zhǎng)狀態(tài)。

蚯蚓體腔液對(duì)水稻幼苗的株高、根數(shù)、總根長(zhǎng)、地上及地下部分干鮮重生長(zhǎng)有一定的影響，總體表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的趨勢(shì)。在各處理中，T2 處理對(duì)水稻幼苗種子的發(fā)芽率、芽伸長(zhǎng)、根伸長(zhǎng)均表現(xiàn)出更好的促進(jìn)作用。而在T4、T5 處理時(shí)，可能是由于其濃度過(guò)高導(dǎo)致植物水分的流失或缺乏，從而導(dǎo)致其幼苗的株高、干鮮重反而出現(xiàn)了降低的情況。

可溶性糖作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，常常是用來(lái)測(cè)定植物抗逆性的一個(gè)重要的指標(biāo)。SOD、POD 是廣泛用于植物對(duì)逆境反應(yīng)機(jī)理的研究中最有代表性的幾種酶。陳曉遠(yuǎn)等的研究表明水分脅迫導(dǎo)致水稻葉片中可溶性糖含量急劇上升[13]。孫學(xué)成、裴斌等研究發(fā)現(xiàn)在外界逆境脅迫時(shí)，植物體內(nèi)的活性氧數(shù)量急劇増加，為了及時(shí)清除活性氧，防止細(xì)胞代謝受影響，植物的抗氧化酶活性會(huì)迅速升高[14-15]。隨著蚯蚓體腔液稀釋倍數(shù)降低，水稻幼苗可溶性糖含量、SOD、POD 酶活性呈先降低后升高的趨勢(shì)。水稻幼苗可溶性糖以T3 處理最低，可能是因?yàn)榭扇苄蕴亲鳛楣夂贤瘏⑴c到其他組織的生長(zhǎng)代謝，T1、T2處理水稻幼苗生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CK，故而導(dǎo)致低濃度的蚯蚓體腔液處理水稻幼苗中可溶性糖含量高于CK。T2 處理水稻幼苗SOD、POD 酶活性顯著低于CK，其原因可能是T2 處理水稻生長(zhǎng)受到促進(jìn)，葉片內(nèi)活性氧的含量較CK 降低。

總之，蚯蚓體腔液稀釋500 倍，最適宜水稻幼苗生長(zhǎng)。