次氯酸钠破除播娘蒿种子休眠方法探究

耿亚玲，浑之英，王华，田婷婷，王玲慧，贾宏军，袁立兵

（河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室，河北 保定 071000）

播娘蒿〔Descurainia sophia（L）.Webb ex Prantl〕属十字花科一年生或越年生草本植物，为农田恶性杂草。播娘蒿在麦田的种群密度可高达100株/m2，远远超过麦田混生杂草的经济阈值，严重影响小麦产量和品质[1～4]。因此，有效防除播娘蒿对小麦增产至关重要。

为制定综合防控措施，在防治过程中需要进行大量的基础性研究，其中生物学特性、防治药剂筛选、抗药性水平检测以及抗药性机制等研究一般在实验室条件下进行，这就需要准备充足的供试杂草。但是，杂草普遍具有休眠特性[5～8]，在休眠期内不易萌发，以适应外界环境。赵怀宝等[9]采收了15种杂草种子，5个月后测定其萌发情况，结果显示，有7种杂草不能萌发，剩余的8种杂草虽然可以萌发但萌发率较低。徐莉等[10]报道，播娘蒿种子的休眠期至少为6个月。因此，提供一种有效解除播娘蒿种子休眠的方法，使播娘蒿种子在较短时间内萌发，及时、快速地培养试验用苗，对于保障各项基础性研究顺利开展具有重要意义。

目前，解除播娘蒿种子休眠的方法有变温处理、机械破皮、药剂浸种等[11～14]，其中药剂浸种方法操作简单、应用广泛。但是，不同浸种药剂对播娘蒿种子破除休眠的效果存在差异。前人研究表明，使用丙酮、聚乙二醇和聚乙烯醇破眠的播娘蒿种子发芽率为5%左右[11]；使用盐酸、硫酸、氢氧化钠破眠的播娘蒿种子发芽率不到20%，且浸种后溶液处理过程比较复杂，操作不当容易造成人员伤害[13，14]；使用赤霉素（GA3）浸种破眠的发芽率为20%左右[11～13]，先机械破皮然后再用GA3浸种破眠的播娘蒿种子发芽率可提高至43.97%[12]。另外，周颂东等[11]研究显示，使用30%的H2O2进行破眠，播娘蒿种子发芽率可高达93%；而徐莉等[10]研究表明，使用10%和15%的H2O2进行破眠处理，播娘蒿种子最高发芽率均为52.8%，但H2O2浓度低于10%或高于15%时均不利于播娘蒿种子发芽。可见，H2O2能够破除播娘蒿种子休眠，但破眠效果不稳定。且浓度大于8%的H2O2属于易制爆危险化学品，在市场上不易采购。因此，需要寻求一种破除播娘蒿种子休眠效果好且使用安全的药剂。

次氯酸钠（NaClO）通常作为漂白剂、杀菌剂、消毒剂等应用，在市场上极易采购。张春椿等[15]公开过一种用NaClO破除华重楼种子休眠的方法，研究表明，经NaClO处理后，华重楼在最适宜萌发温度25℃条件下经过46 d后才开始萌发，90 d后发芽率仅为58%。因此，对NaClO浸种法、H2O2浸种法和细砂研磨法破除播娘蒿种子休眠的效果进行比较，并分析NaClO不同溶液浓度、不同浸种时间对播娘蒿种子萌发及出苗的影响，以期获得更有效破除播娘蒿种子休眠的方法，提高其种子的萌发率，快速培养出整齐一致的播娘蒿供试幼苗。

1 材料与方法

1.1 试验材料

播娘蒿种子。2018年6月在河北省保定市郊区的荒地中，选择成熟的播娘蒿植株，将果穗装入采集袋，敲打使成熟种子脱落于袋中，晾干后过筛，选取大小一致的种子备用。

药剂。次氯酸钠溶液（NaClO质量分数8%）为天津市大茂化学试剂厂产品，双氧水溶液（H2O2质量分数3.3%）为河北瑞康医药科技有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 不同破眠方法对播娘蒿种子出苗的影响 试验播娘蒿种子破眠方法设次氯酸钠浸种法、双氧水浸种法和细砂研磨法3个处理，5次重复。次氯酸钠浸种法：将100粒播娘蒿种子置于2.0 mL离心管中，加入4%次氯酸钠溶液0.5 mL，浸种50 min，12 000 r/s离心1 min，去除上清液和漂浮杂质，用水清洗种子3次，播种于直径7 cm的花盆中。双氧水浸种法：将100粒播娘蒿种子置于2.0 mL离心管中，加入3.3%双氧水溶液浸种，浸种时间设50、120和900 min计3个水平；12 000 r/s离心1 min，去除上清液和漂浮杂质，用水清洗种子3次，播种于直径7 cm的花盆中。细砂研磨法：将100粒播娘蒿种子掺入高温灭菌的60目潮湿细砂中，研磨10 min，播种于直径7 cm的花盆中。将花盆放入培养箱，在温度25℃、14 h光照/10 h黑暗条件下培养7 d，调查出苗情况。计算出苗率（出苗株数/种子总数×100%）。

1.2.2 不同浓度次氯酸钠溶液浸种对播娘蒿种子萌发的影响 将100粒播娘蒿种子置于2.0mL离心管中，加入次氯酸钠溶液0.5 mL，次氯酸钠溶液浓度设0%（清水，CK）、2%、3%、4%、5%、6%和8%计7个处理；浸种20min，12 000 r/s离心1 min，去除上清液和漂浮杂质，再用1.5 mL清水离心3次，然后放置于24孔板中培养，100粒/孔，放置滤纸片保湿。每处理4次重复。在温度25℃、14 h光照/10 h黑暗条件下培养7 d，调查发芽情况。计算发芽率（发芽种子数/种子总数×100%）。

1.2.3 不同时长次氯酸钠溶液浸种对播娘蒿出苗的影响 将100粒播娘蒿种子置于2.0 mL离心管中，加入4%次氯酸钠溶液0.5mL，浸种时间设0（不浸种，CK）、10、30、50、70和90 min计6个处理；12 000 r/s离心1 min，去除上清液和漂浮杂质，用水清洗种子3次。将园艺通用型营养土（主要成分为草炭、腐叶，添加珍珠岩、蛭石等复合材料；氮磷钾含量≥6%，有机质含量≥90%；pH值5.5～6.5）装至直径7 cm花盆高度的3/4处，用喷壶从土上部喷水至整盆土湿润。将处理过的种子重新加水悬浮，搅拌均匀，用移液器将水连同种子一起均匀移入潮湿的土壤表面，再用厚度0.5～1.0 mm的细砂土覆盖。每处理4次重复。将花盆放入培养箱，在温度25℃、14 h光照/10 h黑暗条件下培养，连续15 d调查出苗情况。计算出苗率。

1.3 数据处理与分析

利用Excel软件对试验数据进行统计，利用DPS 7.05软件进行单因素方差分析，采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同破眠方法对播娘蒿种子出苗的影响

不同破眠方法的播娘蒿种子出苗率差异较大，其中次氯酸钠溶液浸种法的出苗率最高，达到68.0%，较其他2种方法差异均达到了显著水平，出苗率分别是双氧水浸种法和细砂研磨法的6倍和3倍以上（表1）。表明用4%次氯酸钠溶液浸种50 min破除播娘蒿种子休眠效果最好。

表1 不同破眠方法对播娘蒿种子出苗率的影响Table 1 Effects of different of dormancy breaking methods on seedling emergence of D.sophia

双氧水浸种法的出苗率最低，出苗率随浸种时间的延长而提高，但浸种900 min的出苗率仅为11.4%，说明该方法破除播娘蒿种子休眠效果差，且耗时长。细砂研磨法处理的播娘蒿种子较次氯酸钠溶液浸种法晚出苗4～7 d，且处理过程中种皮磨损程度不易掌握。

2.2 不同浓度次氯酸钠溶液浸种对播娘蒿种子萌发的影响

未经次氯酸钠溶液处理的播娘蒿种子表面长满了根霉菌，没有发芽；而次氯酸钠溶液浸种处理的播娘蒿种子均能够发芽，且未长根霉菌（图1）。试验浓度次氯酸钠溶液浸种的播娘蒿种子发芽率为12.8%～71.3%，不同处理间差异均达到了显著水平；指标值随着次氯酸钠浓度的增大呈先升高后降低的变化，其中3%～5%浓度处理的种子发芽率均达到了50%以上，以4%浓度处理种子发芽率最高，8%浓度处理发芽率最低。表明用4%次氯酸钠溶液浸种20 min，播娘蒿种子萌发效果最好。

图1 不同浓度次氯酸钠溶液浸种对播娘蒿种子发芽率的影响Fig.1 Effect of seed soaking with different concentrations of sodium hypochlorite solution on seed germination of D.Sophia

2.3 不同时长次氯酸钠溶液浸种对播娘蒿出苗的影响

次氯酸钠溶液浸种10～70 min均能够破除播娘蒿种子休眠，播种4 d后出苗数逐渐增多，7 d后出苗数趋于稳定，15 d后不同浸种时长处理的出苗数均达到高峰，其中浸种30～70 min处理效果较好，尤其是浸种50 min处理出苗率始终最高，播种7 d和15 d后的出苗率分别为56%和72%（图2）。而次氯酸钠溶液浸种90 min处理的播娘蒿种子颜色变浅，播种后始终未出苗。表明用4%次氯酸钠溶液浸种50 min，播娘蒿种子出苗效果最好。

图2 不同浸种时间次氯酸钠溶液对播娘蒿出苗的影响Fig.2 Effect of different seed soaking time with sodium hypochlorite solution on seedling emergence of D.sophia

3 结论与讨论

在田间自然环境条件下播娘蒿种子萌发时间较长，从冬小麦播种到翌年早春均有萌发，且早春萌发较多，占比达80%[16，17]。因此，对播娘蒿进行各项研究之前，需要先解决播娘蒿种子的休眠问题。药剂浸种法多是利用药剂的腐蚀性和氧化性来破坏播娘蒿种皮，降低种皮中抑制物的含量，减轻种皮对种胚的机械束缚[18～20]。前期研究中播娘蒿浸种药剂大多选用30%的H2O2溶液，但目前该溶液为受管制药品，不易购买，因此本研究中选择使用浓度3.3%的H2O2溶液。本研究结果表明，次氯酸钠溶液浸种法破除播娘蒿种子休眠效果较好，出苗率分别是双氧水浸种法和细砂研磨法的6倍和3倍以上。

药剂破除休眠作用与药液浓度和浸种时长有关。本研究结果表明，播娘蒿种子用不同浓度的次氯酸钠溶液浸种处理后发芽率为12.8%～71.3%，其中3%～5%溶液浸种20 min的发芽率均达到了50%以上，4%浓度浸种时发芽率最高。用4%次氯酸钠溶液浸种10～70 min均能够破除播娘蒿种子休眠，其中浸种50 min的出苗率最高，播种7 d和15 d后出苗率分别为56%和72%。为提高双氧水浸种法的破眠效果，本研究中将3.3%双氧水溶液的浸种时间延长，但是浸种时长延至900 min时效果仍不理想，播娘蒿种子的萌发率仅为11.4%。

综上所述，采用次氯酸钠溶液浸种法破除播娘蒿种子休眠操作简便、效果好，播娘蒿种子发芽迅速、出苗快，且次氯酸钠溶液是常用的表面消毒剂，用其浸种可以有效避免种子发芽过程中被根霉菌等感染。因此，能够用次氯酸钠溶液替代30%双氧水溶液来破除播娘蒿种子休眠。为使次氯酸钠溶液浸种得到广泛应用，需要进一步测定次氯酸钠溶液对其他种子的影响。