黄晓梅，李东玉，范金霞，陈秀玲，赵红晓

（1.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨150030；2.东北农业大学工程学院，哈尔滨150030；3.东北农业大学园艺园林学院，哈尔滨 150030）

木醋液对茄子和水稻幼苗保护性酶影响研究

黄晓梅1，李东玉1，范金霞2，陈秀玲3，赵红晓1

（1.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨150030；2.东北农业大学工程学院，哈尔滨150030；3.东北农业大学园艺园林学院，哈尔滨 150030）

文章对茄子和水稻幼苗喷施不同浓度木醋液处理，取样叶片测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性。结果表明，不同稀释倍数木醋液均对植物体内保护性酶活性有不同程度提高，500倍稀释液木醋液对茄子叶片保护性酶活性提高综合效果显著，400倍稀释液木醋液对水稻幼苗保护性酶活性提高综合效果显著；而100倍稀释液木醋液与对照组相比效果显著，但对作物伤害较大。可为木醋液在农业领域的应用提供参考。

木醋液；超氧化物歧化酶；过氧化物酶；过氧化氢酶；酶活力

木炭生产早期，木材干馏过程产生的混合性蒸汽副产物即木醋液[1]，其为具有烟熏气味的红褐色酸性液体。木醋液原材料来源广泛，如森林采伐剩余物、原木造材边角料、木材加工边角料及废弃木质制品和木质纤维制品[2]，农作物秸秆等农业生物质资源[3]。木醋液成分复杂，包含大量有机酸、醇类、酚类、醛类、酮类等有机小分子物质[4]，作为天然生物质能源经热解干馏可获得绿色环保型产物，应用于农、林等产业，不会对土壤、空气、水等生态环境造成污染，应用价值较高。

木醋液可用作土壤杀菌剂、植物生长促进剂等[5]。目前，国内外已有大量关于木醋液应用于农、林、畜牧业等研究报道，如改良土壤性状[6]、提高菌菇产量[7]、抑菌和杀菌[8-9]、防虫[10]，抗病[11]等。不同浓度木醋液对茄子、生菜、豆瓣菜、山芹菜、菊花等种子萌发影响显著[12-13]。目前，木醋液叶面施肥作植物营养辅助应用广泛[13]。适宜浓度木醋液可提高辣椒果实维生素C含量[14]，促进有机烟草产量和产值，降低普通花叶病和黑胫病发病率[15]。苹果木醋液对鲜畜禽粪便具有良好杀菌效果，可应用于畜禽粪污处理等方面[16]。木醋液作为杀菌剂和植物生长调节剂报道较多，但其作用机制尚不明晰。

植物细胞内存在活性氧产生和消除过程，在胁迫条件下，细胞内产生较多活性氧，破坏膜系统。植物体为防止自由基伤害，产生活性物质，清除活性氧自由基，防止膜系统遭到破坏，维持正常生理功能。植物体内消除活性氧保护酶系统，主要有SOD、POD和CAT等。SOD是重要抗氧化保护酶，催化活性氧通过歧化反应转化为O2和H2O2，保护植物不受超氧自由基伤害。POD和CAT可将生成H2O2转化为H2O和O2，清除植物体内过氧化氢，减少伤害。

茄子为北方主要种植蔬菜之一，水稻是北方主要粮食作物。目前国内外有关于木醋液对各类作物萌发和根系生长报道较多，但木醋液对茄子和水稻幼苗中保护性酶变化方向研究鲜见。本试验对这两种植物幼苗作不同浓度木醋液处理，测定幼苗SOD、POD和CAT活性变化，旨在了解不同浓度木醋液对植物体内保护性酶活性影响，在不影响作物生长前提下，获得作物生长最适木醋液浓度，增加作物抗逆性，为开发木醋液农药和液体肥料等制剂提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

木醋液由松子壳经热解干馏制得，棕褐色，pH 2.8。

供试土壤取自东北农业大学园艺试验站。去除土壤根系和动植物等残体，过2 mm筛备用。

1.2 试验方法

将饱满茄子种子用细土拌匀后均匀撒播于装有过筛土高度为5 cm培养盘中，覆土并保持一定湿度至种子萌发。待茄子幼苗长出三片真叶时，将茄苗移至高为10 cm、宽20 cm、长40 cm长方体培养箱中培养，每个培养箱15株茄苗，移栽10 d后，用不同稀释度（100倍、300倍、500倍、700倍）木醋液浇灌茄子幼苗，以自来水作对照（CK），生长期内浇灌2次。分别于在第2、4、6、10和20天取长势良好茄子叶片，测定保护性酶活性，共5次生物学重复。

取饱满水稻种子经75%酒精消毒，无菌水清洗并浸泡3 d促进萌发，将萌发种子均匀播种到水稻秧盘中培养。待水稻幼苗长至两叶一心时，用不同稀释度（100倍、200倍、300倍、400倍和500倍）木醋液浇灌，以自来水作对照（CK），每两天浇1次。每天取水稻幼苗叶片，测定保护性酶活性，共6次生物学重复。

1.3 保护性酶活性测定

通过一系列细微的环节、措施，患者手术体验大为改观，康复时间大大缩短，平均住院日下降，患者花费降低，医保费用跟着降低，形成多方共赢的局面。

紫外分光光度计测定植物保护性酶活性，测定方法参照文献[17-18]，SOD活性测定采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法，以抑制NBT光化还原50%为1个酶活性单位（U）；POD活性测定采用愈创木酚氧化法，以OD470每分钟增加0.01为1 U；CAT活性测定以OD240每分钟减少0.01为1 U。

1.4 数据处理

使用WPS-Excel 2016、GraphPad Prism作数据统计和绘图，用SPSS 21.0作差异性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 木醋液对茄子和水稻幼苗SOD活性影响

2.1.1 不同浓度木醋液对茄子幼苗SOD活性影响

图1 不同浓度木醋液对茄子幼苗叶片SOD活性影响Fig.1 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on SOD activity in leaves of eggplant seedlings

由图1可知，木醋液处理茄子幼苗后第2天，SOD活性在100倍稀释液处理下较CK组升高0.52倍，而300倍稀液处理组SOD活性较CK组却降低0.44倍，500倍稀释液处理组SOD活性较CK组降低0.14倍，700倍稀释液处理组SOD活性较CK组略有升高（提升0.11倍）。处理后第4天，100倍和300倍木醋液处理对茄子幼苗叶片SOD活性与第2天相比变化不大，而其他3组均表现出对SOD活性较大提高。第6天，CK组SOD活性较第4天相下降0.22倍，100倍稀释液处理组SOD活性较第4天提高较大，出现峰值。其他几组处理均对SOD活性表现提高作用。处理后第10天较第6天CK组SOD活性变化不显著，但其他组则急剧下降，其中100倍稀释液处理组极显著，下降2倍。处理后第20天，CK组SOD活性基本与第10天测定值持平，但其他组分SOD活性较第10天测定时显著升高，其中第20天时，100倍稀释液处理组SOD活性最高（511.91 U·g-1），是CK组1.85倍。

2.1.2 不同浓度木醋液对水稻幼苗SOD活性影响

结果如图2所示。

图2 不同浓度木醋液对水稻幼苗叶片SOD活性影响Fig.2 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on SOD activity in leaves of rice seedlings

由图2可知，各取样时间所测CK组SOD活性变化小幅波动，但总体呈上升趋势，处理后第2天活性最低，随后逐渐上升。而其他各处理组SOD活性则基本呈先升后降趋势，100倍处理组SOD活性比CK组有较显著提高，且第2天提升效果极显著，高出CK组1.09倍。另外，200倍稀释处理水稻幼苗SOD活性均有提高，而300倍、400倍和500倍稀释液对水稻幼苗SOD活性影响则不如200倍稀释液作用效果显著。处理第1天和第6天，500倍稀释液对水稻幼苗叶片SOD活性影响小。第4天开始，400倍木醋液处理组水稻幼苗叶片SOD活性均低于CK组。第6天，仅100倍和200倍稀释液处理组水稻幼苗SOD活性高于CK组，其余处理组水稻幼苗叶片SOD活性均低于CK组。400倍稀释液处理组SOD活性仅第1天测定时显示较高活性，其后5 d测定均低于其他稀释度木醋液处理水稻幼苗SOD活性。测定水稻幼苗过程中，随木醋液浓度降低，SOD活性下降，说明高浓度木醋液可提升水稻幼苗SOD活性，低浓度木醋液对水稻幼苗SOD活性提升作用相对较小。

图3 不同浓度木醋液对茄子幼苗叶片POD活性影响Fig.3 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on POD activity in leaves of eggplant seedlings

2.2 木醋液对茄子和水稻过氧化物酶（POD）影响

2.2.1 不同浓度木醋液对茄子幼苗POD活性影响

由图3可知，不同浓度木醋液对茄子幼苗中POD活性影响表现不同，处理后第2天，除100倍稀释木醋液处理叶片POD活性与其他处理组差异显著，其余组处理POD活性相同。第4天，CK组处理POD活性与第2天测定相比变化较小，而其他组处理POD活性均较第2天显著提升。第6天，CK组处理POD活性有小幅上升，其他组处理均有不同程度下降。第10天，各组处理POD活性均有所上升，100倍稀释木醋液处理茄子叶片POD活性出现峰值（1 052.40 U·g-1·min-1）。第20天，CK组POD活性高于其他组，先前测定对POD活性有较高提升作用的100倍稀释木醋液也低于CK处理组（降低0.34倍）。且300倍稀释木醋液处理茄子幼苗叶片内POD活性最低（537.90 U·g-1·min-1）。500倍和700倍稀释处理POD活性显著高于100倍和300倍。说明高浓度木醋液浇灌茄子幼苗显著降低茄子幼苗POD活性，而较低浓度木醋液浇灌茄子幼苗对POD活性影响较小。

2.2.2 不同浓度木醋液对水稻幼苗叶片POD活性影响

由图4可知，处理后第1天，各组木醋液处理POD活性均高于CK组，其中500倍稀释木醋液处理POD活性高于CK组0.63倍。第2天，100倍稀释木醋液处理组POD活性出现峰值（8 773.33 U·g-1·min-1），200倍稀释木醋液处理组POD活性则出现最小值（2 871.10 U·g-1·min-1）。说明不同稀释倍数木醋液对水稻幼苗POD活性影响差异较大。第3天，各组处理POD活性均低于CK组，200倍和400倍稀释处理木醋液对水稻幼苗POD活性影响基本持平。第4天，100倍稀释木醋液处理水稻幼苗POD活性显著低于其他各组处理，而其他组处理POD活性基本相同。第5天，各组处理POD活性差异不显著。第6天，各组处理差异显著，其中仅400倍稀释木醋液处理POD活性高于CK组，其他组处理POD活性均低于CK组。

总体看，高浓度木醋液对水稻幼苗POD活性影响不稳定，而低浓度木醋液对水稻幼苗POD活性影响相对稳定。

图4 不同浓度木醋液对水稻幼苗叶片POD活性影响Fig.4 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on POD activity in leaves of rice seedlings

2.3 木醋液对茄子和水稻过氧化氢酶（CAT）活性影响

2.3.1 不同浓度木醋液对茄子幼苗叶片CAT活性影响

不同稀释度木醋液对茄子幼苗叶片CAT活性影响见图5，由图5可知，处理后第2天，CK组CAT活性最高，500倍稀释木醋液处理CAT活性为各组最低值。处理后第4天，300倍稀释木醋液处理茄子叶片CAT活性出现峰值（47.80 U·g-1·min-1），高于CK组处理1.08倍，随后降低，且第6天降到最低。处理后第6～20天，CK组和300倍稀释木醋液处理组CAT活性变化较小，说明这两组对茄子幼苗CAT活性影响相对稳定。处理后第20天，CAT活性随木醋液浓度降低而上升，其中仅700倍稀释木醋液处理组CAT活性高于CK组。说明长时间适当向茄子幼苗添加木醋液可稳定提高CAT活性。

图5 不同浓度木醋液对茄子幼苗叶片CAT活性影响Fig.5 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on CAT activity in leaves of rice seedlings

2.3.2 不同浓度木醋液对水稻幼苗叶片CAT活性影响

由图6可知，处理后第1天，水稻幼苗各组处理CAT活性均呈最大值。整个试验过程中，水稻幼苗CAT活性总体呈下降趋势，但第6天有4个处理CAT活性略有上升。另外，各测定时间点100倍稀释木醋液处理水稻幼苗CAT活性均高于CK组，且在开始用木醋液处理时差异较为显著，第5、6天测定值趋于稳定。处理后第4天，100倍稀释木醋液处理组CAT活性与CK组相差最大，为CK组水稻幼苗CAT活性1.57倍。前期测定发现，200倍稀释木醋液处理水稻幼苗CAT活性未发生显著变化，均低于300倍和400倍稀释木醋液处理组，但随后，其他处理组CAT活性下降较快。连续6 d测定观察发现，第5天，300倍和500倍稀释木醋液处理水稻幼苗CAT活性均高于其他处理组。第6天，各处理对水稻幼苗CAT活性影响稳定，且高于CK组，说明稀释木醋液可提高水稻幼苗CAT活性。100倍、200倍和400倍稀释木醋液对水稻幼苗CAT活性提升效果优于300倍和500倍处理。

图6 不同浓度木醋液对水稻幼苗叶片CAT活性影响Fig.6 Effects of different concentrations of pyroligneous acid on CAT activity in leaves of rice seedlings

3 讨论

本试验木醋液为松子壳经干馏制得环保型产物，富含大量有机酸、醇类、酚类等有机小分子类物质[19]。试验使用不同浓度木醋液对茄子和水稻幼苗浇灌处理，测定幼苗叶片SOD、POD、CAT保护性酶活性，结果发现，不同稀释度木醋液对植物体内保护性酶有不同刺激作用。各稀释度木醋液对茄子和水稻幼苗保护性酶活性和植物生长有不同程度提高，其中100倍稀释木醋液导致茄子幼苗部分叶片变黄脱落。这与陈建勋等对辣椒叶面喷施较高浓度木醋液对辣椒苗生长影响研究结果一致[17]，且叶片有不同程度脱落或枯萎，与刘景珍等[20]、李忠徽等[21]报道一致。

木醋液对不同植物影响效果不同。木醋液对茄子幼苗SOD活性提升显著，与周小燕使用不同浓度木醋液研究马铃薯组培苗SOD活性变化结果一致[22]；POD活性表现为高浓度木醋液处理降低POD活性，而低浓度木醋液处理提高POD活性；CAT活性也随木醋液浓度降低而升高。

由本试验可知，高浓度木醋液对水稻幼苗SOD活性有提高作用，低浓度木醋液对水稻幼苗SOD活性提高作用相对较小；POD活性则随木醋液浓度降低而升高；木醋液对CAT酶活力影响较CK组提升较少。不同浓度木醋液处理茄子和水稻幼苗对叶片内保护性酶影响及变化趋势不同，一方面可能是植物种类与木醋液浓度影响吸收效率，或与植物体内保护性酶对不同浓度木醋液应激反应不同有关。

4 结论

不同稀释倍数木醋液均会对植物体内保护性酶活性有不同程度提高，其中100倍稀释液与空白相比效果显著，但对作物伤害较大。500倍稀释液对茄子叶片保护性酶活性提高综合效果显著，400倍稀释液对水稻幼苗保护性酶活性提高综合效果显著。后续试验应细化木醋液稀释倍数，了解木醋液对植物体内保护性酶影响及作用机制。

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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

黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12531046）；黑龙江省自然科学基金（面上项目）（C2015002）；东北农业大学博士启动基金（2012RCB95）。

黄晓梅（1966-），女，教授，博士，硕士生导师，研究方向为微生物生物降解及生物防治。E-mail:xmhuang2000@126.com

黄晓梅，李东玉，范金霞,等.木醋液对茄子和水稻幼苗保护性酶影响研究[J].东北农业大学学报,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)