蚯蚓体腔液对水稻幼苗生长的影响

张见，邢军，曲丽君，李欣屹

（天津天丰泽田生物科技有限公司，天津300457）

蚯蚓是一种常见的陆生环节动物，以土壤中腐败的有机质为食，对维持土壤生态系统健康具有重要意义[1]。早在16 世纪70 年代，就有学者就蚯蚓对植物的影响做出结论，认为“蚯蚓在自然界虽显得很小而不值一顾的一环，但若失掉它则将造成遗憾的欠缺，看来蚯蚓是植被的伟大助长者，没有他们植被不能顺利发展……”[2]。1881 年，达尔文也提出了蚯蚓对耕种栽培的作用。郑亮等发现，蚯蚓活动可有效改善土壤结构，加速有机物的分解和养分活化，从而促进植物生长和获得高产[4]。胡佩等发现从蚯蚓粪中可以提取出IAA、GA3 等植物激素，对植物不定根的产生发育具有促进作用[5-6]。Roch、刘艳琴等研究发现蚯蚓体腔液具有溶血和凝血作用，并且还可抑菌[7-8]。卓少明等[9]利用蚯蚓体腔液在蔬菜栽培中控病效果显著。但是有关蚯蚓体内提取的物质是否能够影响植物生长发育的研究鲜少。该试验以热刺激赤子爱胜蚓活体后获得的蚯蚓体腔液为供试材料，研究了蚯蚓体腔液不同稀释倍数对水稻幼苗生长的影响，以期为水稻种植生产提供参考及依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试蚯蚓和种子。赤子爱胜蚓（Eisenia foeida），由天津市瑞林蚯蚓养殖专业合作社提供。水稻（Oryza sativa L）为津原85，购自天津市原种厂。

1.1.2 供试蚯蚓体腔液的制备。选取2 kg 环带明显，体重在300～400 mg 的成熟蚯蚓，将其放置到铺有浸湿滤纸的塑料周转箱中进行排粪，时长48 h。期间要定期用镊子拨动蚯蚓，防止抱团，保证排粪完全。排粪后，使用pH=6.8的PBS 缓冲液反复冲洗蚯蚓，转到新的塑料周转箱中，平散放于盘内。将1 L 45（±5）℃的蒸馏水倒在蚯蚓体上，蚓体周围浸出伴有刺激性气味的黄色分泌物，即蚯蚓体腔液。7～8 min 后，待水温冷却至室温，收集液体，4℃、3000 r/min离心20 min，取上清液，置于超低温保藏[10-11]。

1.2 试验方法

1.2.1 幼苗的培养。用蒸馏水浸泡供试的水稻种子24 h（处理前，水稻种子需35℃催芽12 h），96 孔板剪去底部顶端，选取长势一致的种子放入96 孔板中，每孔放入1 颗，将种子胚部朝下，每板放置在去盖的96 孔200 μL 枪头盒上培养。孔板盖上蒸馏水浸湿的纱布，枪头盒里放入水，水面高度低于96 孔板，待水稻长出根，去除纱布。放在培养架上进行培养，光照强度保持在150 μmoL·m-2·s-1，光照时间12 h/d。培养到第3 天时，选取生长一致的幼苗作为试验材料进行处理。

1.2.2 试验设计。试验设置6 个处理，清水培养的幼苗作为对照（CK），幼苗生长试验设置5 个蚯蚓体腔液稀释浓度，分别用去离子水将收集到的体腔液稀释1000、500、250、100、50 倍（分别用T1、T2、T3、T4、T5 表示），每个处理3 次重复。处理后的第7 天进行取样。

1.3 测定方法

1.3.1 株高、干鲜重、根长等生物量的测定。使用标准的厘米尺对株高及根长进行测量。使用万分之一天平测量地上部分的干鲜重。干重测量时均在105℃下杀青15 min，然后放置于80℃烘箱中烘干至恒重，再进行测量。

1.3.2 叶片可溶性糖含量的测定。叶片的可溶性糖含量采用蒽酮法进行测定。

其中：C 为提取液中可溶性糖浓度（μg），由标曲查得；V 为提取液总体积（mL）；a 为测定时所用的体积（mL）；W 为样品重量（g）。

1.3.3 抗氧化酶活性（SOD、POD）的测定。粗酶提取液的提取，取6 株幼苗，称取0.5 g 左右的叶片，加入50 mM的提取缓冲液3 mL（pH=7.8）、0.1 mM 的EDTA、4% W/V的PVPP，冰浴研磨，将研磨后的匀浆转入10 mL 的离心管中，在4℃、12000 rpm 下离心20 min，上清液转入10 mL 的离心管中，用上述提取缓冲液定容至10 mL，即得酶提取液。将该酶液放入4℃的冰箱中保存备用。抗氧化酶活性的测定，采用NBT 光还原法测定SOD 酶活性，采用愈创木酚法测定POD 活性。

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

Ack 为照光对照管的吸光度；AE 为样品管的吸光度；Vs 为提取酶液总体积（mL）；

Vt 为测定时的酶液用量（mL）；W 为样品鲜重（g）；ΔA470 为反应时间内470 nm 处吸光度的变化；t 为反应时间（min）。

1.4 数据处理

采用Excel 进行数据处理，然后用SAS 统计软件进行单因素方差分析并在P=0.05 水平下采用Duncan 法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 蚯蚓体腔液对水稻幼苗株高、根数和总根长的影响

由表1 可知，随着蚯蚓体腔液稀释倍数的降低，水稻幼苗的株高呈先升高后降低的趋势。相比CK，T1、T2、T3处理均显著提高，分别提高79.98%、102.63%、51.78%，且各处理间差异显著；T4、T5 处理较CK 降低1.01%和19.99%，且T5 处理差异显著。

降低蚯蚓体腔液稀释倍数，水稻幼苗的根数呈先升高后降低的趋势。T1、T2 处理均显著高于CK，分别提高12.84%和19.00%；T3、T4、T5 处理较CK 降 低1.42%、11.12%和26.89%，且T4、T5 处理和CK 之间差异达显著水平。

降低蚯蚓体腔液稀释倍数，水稻幼苗的总长度呈降低的趋势。T1、T2 处理较CK 提高41.23%和27.96%，且差异均达显著水平；T3、T4、T5 处理较CK 降低9.52%、45.44%和57.03%，且T3、T4、CK 之间差异达显著水平。

表1 不同稀释倍数的蚯蚓体腔液对水稻株高、根数和总根长的影响

2.2 蚯蚓体腔液对水稻幼苗地上部、根系鲜重和干重的影响

由表2 可知，随着蚯蚓体腔液稀释倍数的降低，水稻幼苗地上部与根系的鲜重和干重均呈先增长后降低的趋势。

表2 不同稀释倍数的蚯蚓体腔液对水稻幼苗地上部、根鲜重和干重的影响

降低蚯蚓体腔液稀释倍数，T1、T2、T3、T4 处理苗鲜重均显著高于CK，分别提高106.02%、148.02%、123.08%和27.57 %，以T2 处理最大；T5 处理低于CK，降低7.97%，差异达显著水平。T1、T2、T3、T4、T5 处理苗干重均显著高于CK，分别提高72.18%、95.73%、71.76%、13.79%和5.46%，以T2 处理显著最高。

降低蚯蚓体腔液稀释倍数，T1、T2、T3、T4、T5 处理根鲜重和干重均高于CK。T1、T2、T3、T4、T5 处理根鲜重较CK 提高83.78%、142.24%、108.86%、31.29%和1.87%，其中T1、T2、T3、T4 处理和CK 之间的差异，达显著水平，且以T2 处理最大；T1、T2、T3、T4、T5 处理根干重较CK 显著提高59.49%、108.92%、91.49%、70.51%和8.28%，且以T2处理最大。

2.3 蚯蚓体腔液对水稻幼苗可溶性糖含量的影响

由图1 可知，添加蚯蚓体腔液，水稻幼苗可溶性糖含量降低，且较T1、T2、T5 处理，T3、T4 处理水稻幼苗可溶性糖含量显著降低，且T3、T4 处理间差异显著。随着蚯蚓体腔液稀释倍数降低，T1、T2、T3、T4、T5 各处理水稻幼苗可溶性糖含量呈先降低后升高的趋势，T1、T2、T3、T4、T5 各处理较CK 水稻幼苗可溶性糖含量显著降低，分别降低4.25%、4.68%、30.24%、23.66%和3.63%，以T3 处理最低。

2.4 蚯蚓体腔液对水稻幼苗SOD 酶活性的影响

由图2 可知，随着蚯蚓体腔液稀释倍数降低，水稻幼苗SOD 酶活性呈先降低后升高的趋势，且T1、T2、T3、T4、T5 处理间差异显著，以T5 最高。相比CK，T1 和T2 处理水稻幼苗SOD 酶活分别降低0.31%和10.25%，且T2 处理达显著水平；T3、T4、T5 处理水稻幼苗SOD酶活性分别提高14.66%、32.20%、51.59%，差异达显著水平。

2.5 蚯蚓体腔液对水稻幼苗POD 酶活性的影响

由图3 可知，随着蚯蚓体腔液稀释倍数降低，水稻幼苗POD 酶活性呈先降低后升高的趋势，且T4、T5 处理显著高于T1、T2、T3，其中T4、T5 处理间差异不显著，T1、T2、T3 处理间差异显著。相比CK，T1 和T2 处理水稻幼苗POD 酶活分别降低0.31%和10.25%，且T2 处理达显著水平；T3、T4、T5 处理水稻幼苗POD 酶活性分别提高14.66%、32.20%和51.59%，差异达显著水平。

3 结果与讨论

幼苗的株髙是该植株长势好坏的重要指标，植株的长势也是该植物所处环境条件好坏的一个体现。根系作为植物的主要器官，植物通过根系将从土壤中吸收的水分、养分和其他生理活性物质向地上部运输，同时也接收地上部运送下来的有机物及生理活性物质[12]，同时还起到固定和支持植物的作用。植物根系的生长状况直接决定了该植物的生长状态。

蚯蚓体腔液对水稻幼苗的株高、根数、总根长、地上及地下部分干鲜重生长有一定的影响，总体表现为低浓度促进、高浓度抑制的趋势。在各处理中，T2 处理对水稻幼苗种子的发芽率、芽伸长、根伸长均表现出更好的促进作用。而在T4、T5 处理时，可能是由于其浓度过高导致植物水分的流失或缺乏，从而导致其幼苗的株高、干鲜重反而出现了降低的情况。

可溶性糖作为一种重要的渗透调节物质，常常是用来测定植物抗逆性的一个重要的指标。SOD、POD 是广泛用于植物对逆境反应机理的研究中最有代表性的几种酶。陈晓远等的研究表明水分胁迫导致水稻叶片中可溶性糖含量急剧上升[13]。孙学成、裴斌等研究发现在外界逆境胁迫时，植物体内的活性氧数量急剧増加，为了及时清除活性氧，防止细胞代谢受影响，植物的抗氧化酶活性会迅速升高[14-15]。随着蚯蚓体腔液稀释倍数降低，水稻幼苗可溶性糖含量、SOD、POD 酶活性呈先降低后升高的趋势。水稻幼苗可溶性糖以T3 处理最低，可能是因为可溶性糖作为光合同化参与到其他组织的生长代谢，T1、T2处理水稻幼苗生物量远远高于CK，故而导致低浓度的蚯蚓体腔液处理水稻幼苗中可溶性糖含量高于CK。T2 处理水稻幼苗SOD、POD 酶活性显著低于CK，其原因可能是T2 处理水稻生长受到促进，叶片内活性氧的含量较CK 降低。

总之，蚯蚓体腔液稀释500 倍，最适宜水稻幼苗生长。