木醋液處理對綠豆萌發及抗蚜作用初步研究

張海燕　王震剛　趙長江等

關鍵詞 木醋液；綠豆；蚜蟲；種子；保護酶

中圖分類號：S 435 文獻標識碼：A DOI：10.16688/j.zwbh 2022377

木醋液是生物質經過高溫干餾產生的酸性液體，也稱木醋酸[1]。木醋液中水約占80%，各類酚、醛、酮、酸等有機物成分含量約占20%，有機物質中以有機酸為主，約占10%[2-4]。研究表明，木醋液對多種昆蟲有較好的驅避和致死作用，可作為生物源農藥用于害蟲的防控，例如，木醋液可以增加玉米象Sitophilus zeamais的死亡率同時減少玉米粒的損失[5]；對豇豆象Chalcodermus aeneus的產卵行為具有驅避活性[6]，對大豆田害蟲的控制效果要好于幾種植物源農藥[7]；可以延長家蠅Musca domestica幼蟲的發育歷期[8]；對桃蚜Myzus persicae、二斑葉螨Tetranychus urticae、朱砂葉螨Tetranychus cinna-barinus、小綠葉蟬Empoasca flavescens等刺吸式口器害蟲和害螨等的致死率超過90%[9-11]。另外，木醋液還可用于土壤改良、除異味、食品保鮮、植物生長調節劑及葉面肥等[12-13]。木醋液作為一種生物質資源，具有成本低廉，作用范圍廣、使用方式簡單、污染小等特點，探討木醋液在植物生長調節劑和生物農藥方面的應用具有重要意義。

雖然木醋液的應用較廣，但木醋液對綠豆Vig-na radiata等小宗糧豆類種子萌發及抗蟲性影響還鮮有報道。豆蚜是農業上常見的一類豆科害蟲，屬于半翅目蚜科，其體型小，多呈黑色，部分墨綠色，體表具光澤，并覆有蠟粉。豆蚜生產上主要使用化學農藥進行防治，長期使用化學農藥不僅會污染環境，導致害蟲抗藥性的產生，而且作物農藥殘留嚴重會帶來食品安全問題[14-15]。利用植物抗蟲性防治豆蚜是一種較好的方法，植物的抗蟲性表現包括抗生性、耐害性和不選擇性，本研究從木醋液處理后綠豆苗對蚜蟲的抗生性、耐害性等方面開展研究，抗生性主要表現為使害蟲的生長發育受阻，如繁殖力、存活率、發育歷期等參數降低[16]。耐害性是指植物本身具有抵抗害蟲為害的能力，甚至存在超補償作用，植物受蟲害之后，體內誘導生成大量活性氧[17]，從而啟動保護酶系統進行防御，保護酶活性的變化特征在一定程度上反映了寄主植物的抗蟲能力[18]。

綠豆作為小宗糧豆及優良食品在我國糧食生產和農業經濟中具有重要地位。本試驗采用不同濃度木醋液處理綠豆種子和幼苗，通過分析種子萌發指標及幼苗抗氧化酶活性，揭示其對綠豆抗蟲性的影響，研究對于木醋液在雜糧生產中應用具有理論和實踐意義。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試綠豆Vigna radiata品種為‘小明綠’，購買于安達市種子公司。供試蚜蟲為室內用綠豆植株飼養多代的豆蚜Aphis craccivora。木醋液為購自北京溪青春農業科技有限公司的椴木料木醋液（pH 4.0）并經過靜置和濾紙過濾處理。

1.2種子處理及幼苗指標測定

精選大小、飽滿度一致的綠豆種子50粒，用自來水漂洗2次，1%次氯酸鈉浸泡15 min，再用滅菌蒸餾水清洗5次。將種子均勻擺放在鋪有濾紙的培養皿中，加入等體積不同濃度木醋液（原液用蒸餾水稀釋500、1000、2000、3000倍和5000倍），覆蓋一層濾紙后置于培養箱，在恒溫（25±1）℃，相對濕度（70±5）%，黑暗條件下培養，對照為加入同體積的蒸餾水。分別于第3天統計發芽勢，第7天統計種子發芽率、芽長和根長。每試驗重復3次。其中，發芽勢=3 d內發芽種子數／供試種子總數。

將上述木醋液處理并發芽的綠豆種植于直徑15 cm的花盆中，待兩對真葉完全展開時取葉片測定丙二醛（MDA）含量[19]，過氧化氫酶（CAT）活性、抗壞血酸氧化酶（ APX）活性和可溶性蛋白質含量[20]。

1.3木醋液處理對蚜蟲存活率和繁殖力的影響

待上述不同濃度木醋液處理的綠豆苗第一對真葉完全展開時，挑選長勢一致的植株用相同濃度的木醋液浸泡的脫脂棉包裹根部，置于直徑12 cm的培養皿中，每皿放置1株綠豆苗，并接人2頭成蚜。培養皿置于L∥D=16 h∥8h，相對濕度70%，25℃的恒溫箱中。每處理重復30次。待成蚜產下5頭子代若蚜時移走成蚜，隨后每隔24 h觀察并統計不同濃度木醋液處理下子代若蚜蛻皮和存活情況，統計5d內蚜蟲存活率和逐日蛻皮率，待5頭子代若蚜長至成蟲進入生殖期時保留1頭成蚜在綠豆苗上，逐日觀察其產仔情況并計數，統計成蚜的繁殖力、逐日產仔量等指標，連續統計7d。5d內若蚜的存活率=存活若蟲數／初始若蟲總數×100%；逐日蛻皮率=每天蛻皮若蟲數／初始若蟲總數×100%；繁殖力為7d的產仔量之和。

1.4數據分析

試驗數據經Excel 2010整理后采用SPSS 17.0軟件對綠豆的發芽率、發芽勢、芽長、根長，酶活性及蚜蟲的逐日產仔量等數據進行統計分析，蚜蟲的存活率、繁殖率、蛻皮率等百分率數據轉換后進行分析，均值首先進行單因素方差分析，對存在顯著性差異的數據進一步采用Duncan氏新復極差法進行多重比較。顯著水平a=0.05。

2結果與分析

2.1不同濃度木醋液對綠豆萌發的影響

不同濃度的木醋液對綠豆的發芽勢和發芽率有一定的影響（圖1）。其中，500、1000倍和2000倍稀釋液對綠豆發芽率和發芽勢有顯著的抑制作用，與對照相比，發芽勢分別降低了86.21%、72.41%、18.97%;發芽率分別降低了86.15%、48.90%、27.10%，而3000倍和5000倍稀釋液對發芽率和發芽勢均無顯著影響。2.2不同濃度木醋液對綠豆苗芽長和根長的影響

用不同濃度的木醋液處理綠豆種子后7d，500、1000、2000倍稀釋液對芽長、根長產生了顯著的抑制作用（圖2）；3000倍稀釋液對根長和芽長無明顯影響；但5000倍稀釋液對芽長和根長有較顯著的促進作用，芽長和根長分別增加了33.74%、19.65%。

2.3不同濃度木醋液對蚜蟲存活率和繁殖力的影響

不同濃度木醋液處理對蚜蟲存活率有不同影響（圖3）。其中，500倍稀釋液處理對蚜蟲存活率具有明顯的抑制作用，與對照相比蚜蟲存活率顯著降低了33.33%（P<0.05）。1000倍稀釋液處理后蚜蟲平均存活率與對照相比降低了22.22%，但無顯著差異（P>0.05）。而2000、3000倍和5000倍稀釋液對蚜蟲存活率無顯著影響。

不同濃度木醋液處理后豆蚜逐日產蚜量結果見表1，高濃度（500倍）和低濃度（5000倍）處理對豆蚜逐日產蚜量均沒有顯著影響，1000～3000倍稀釋液處理總體上逐日產蚜量較高，部分處理對豆蚜逐日產蚜量有顯著的提升作用。綜合7d的總產仔量來分析不同濃度的木醋液處理對蚜蟲繁殖力的影響（圖3）。2000倍稀釋液處理的蚜蟲在7d內繁殖力較對照提高了41.53%，1000倍和3000倍稀釋液處理對蚜蟲的繁殖力有微弱的促進作用，與對照相比繁殖力分別增加了17.81%和24.97%，500倍和5 000倍稀釋液處理的繁殖力均低于對照。2.4不同濃度木醋液對蚜蟲蛻皮的影響

連續5d觀察不同濃度的木醋液處理對蚜蟲蛻皮的影響。結果（表2）顯示，第1天大部分蚜蟲開始第1次蛻皮，500～5000倍稀釋液處理蛻皮率在47.15%以上，其中1000倍和3000倍稀釋液處理蚜蟲蛻皮率與對照相比顯著增加了4.47倍和2.99倍，對照組蛻皮時間較各處理組相對延后，蛻皮率為16.23%；第2天到第5天各處理間及與對照之間的蛻皮率差異較小，只有第4天2000倍和5000倍稀釋液處理的蛻皮率顯著高于對照。

2.5不同濃度木醋液處理對綠豆植株MDA含量和抗氧化酶活性的影響

不同濃度的木醋液處理對綠豆植株葉片內丙二醛（MDA）含量的影響表現為高濃度（500倍）促進，低濃度（5000倍）抑制（圖4a）。隨著木醋液處理濃度的降低MDA含量逐漸降低，5 000倍稀釋液處理與對照相比顯著降低了54.19%。

不同濃度的木醋液處理對綠豆植株葉片過氧化氫酶（CAT）活性的影響表現為高濃度（500倍）抑制，低濃度（5000倍）促進（圖4b）。500倍稀釋液處理時CAT活性顯著低于對照，降低了63.32%，CAT活性隨著處理濃度降低而升高，稀釋倍數為5000倍時達到最大，比對照增加了11.54%。

不同濃度的木醋液處理對綠豆植株葉片抗壞血酸氧化酶（APX）活性的影響存在差異（圖4c）。500倍和1000倍稀釋液處理后APX活性較對照顯著減少了59.54%和60.00%;2000倍稀釋液處理后APX活性顯著增加了23.89%。當稀釋濃度大于2000倍時與對照組差異不顯著。

不同濃度的木醋液處理對綠豆植株葉片中蛋白質含量的影響表現為高濃度（500倍和1000倍）抑制，低濃度（5000倍）促進（圖4d）。500倍和1000倍稀釋液處理的蛋白質含量顯著低于對照，5000倍稀釋液處理的蛋白質含量顯著增加了14.40%。

3結論與討論

本試驗采用不同濃度的木醋液處理綠豆種子，并用木醋液處理的綠豆幼苗飼養蚜蟲，分析了木醋液處理的綠豆苗上蚜蟲繁殖力和存活率等指標，以及木醋液對綠豆種子的萌發和MDA含量等生化指標的影響。結果表明，較高濃度的木醋液（500倍稀釋液）抑制綠豆種子萌發和幼苗的生長，表現為發芽率和發芽勢降低、芽長、根長變短，MDA含量明顯升高，CAT、APX活性和蛋白質含量明顯降低，同時蚜蟲的存活率明顯降低；較低濃度木醋液（2000～5000倍稀釋液）對綠豆苗和蚜蟲的影響沒有明顯規律，與對照相比，5000倍稀釋液明顯促進根長和芽長，CAT活性和蛋白質含量明顯增加。李運朝等利用不同濃度木醋液防治南方根結線蟲，得出濃度越高校正死亡率越大的結論[21]，本研究也發現高濃度對蚜蟲的存活率影響較大。在實際生產中要有針對性地選擇木醋液濃度才能起到好的防蟲或促進綠豆生長的作用。

木醋液是一種混合物，因其成分不同，對植物生長表現出促進或抑制雙重功效[22]。木醋液中乙酸含量最多，其含量過大時會對作物根系生長產生毒害作用。本研究表明，木醋液對綠豆的生長存在雙重功效，高濃度的木醋液抑制綠豆苗的生長，這是由于高濃度的木醋液對作物根系生長有毒害作用，抑制根系生長，甚至引起根系死亡；低濃度木醋液明顯促進根、芽的生長，并且可以提高過氧化氫酶等保護酶的活性。可能與木醋液增強可溶性蛋白代謝有關，也可能是木醋液中的酸性物質使細胞酸化，使根部細胞積累酸性物質促進根細胞分裂分化，從而調節植物的生長，促進植物的發育[23-26]。本試驗同時也發現木醋液處理綠豆種子和幼苗對蚜蟲生長發育有不同程度的影響，對綠豆苗的抗蚜性沒有明顯影響，甚至促進蚜蟲發生。高濃度木醋液處理綠豆其抗蚜能力增強是以犧牲自身生長發育為代價的。木醋液可以促進綠豆萌發生長，在農業生產和豆芽生產等食品領域具有較好應用前景。低濃度木醋液促生效果明顯，但是處理植物抗蟲性不明顯，需要進一步的試驗，可以考慮用低濃度木醋液直接處理蚜蟲可能更符合生產實踐。