中 国 水 稻 科 学 (ChinJRiceSci),2014,28(2):211-216 htp://www.ricesci.cn DOI:10.3969/j.issn.1001G7216.2014.02.014 211 杂 草 稻 对 东 北 移 栽 稻 群 体 生 长 环 境 及 产 量 的 影 响 马 殿 荣 孔 德 秀 高 齐 徐 凡 赵 明 辉 唐 亮 徐 正 进 陈 温 福 ( 沈 阳 农 业 大 学 水 稻 研 究 所 / 农 业 部 东 北 水 稻 生 物 学 与 遗 传 育 种 重 点 实 验 室 / 北 方 超 级 粳 稻 育 种 教 育 部 重 点 实 验 室, 沈 阳 110866; 通 讯 联 系 人,EGmail:madianrong@163.com;wfchen5512@163.com) Efects of Weedy Rice Competition on Yield and Paddy Environment of TransplantedRiceinNortheastChina MADianGrong,KONGDeGxiu,GAOQi,XUFan,ZHAO MingGhui,TANGLiang,XUZhengGjin,CHEN WenGfu (RiceResearchInstitute,Shenyang Agricultural University,Key Laboratory of NortheastChina Rice Biology and Breeding, MinistryofAgriculture,KeyLaboratoryof NorthernjaponicaSuperRiceBreeding,Ministryof Education,Shenyang110866, China; Correspondingauthor,EGmail:madianrong@163.com;wfchen5512@163.com) MA Dianrong,KONG Dexiu,GAO Qi,etal.Efectsofweedyricecompetitiononyieldandpaddyenvironmentof transplantedriceinnortheastchina.chinjricesci,2014,28(2):211g216. Abstract:Efectsofweedyriceontransplantedriceandpaddyenvironmentwereinvestigatedinafieldexperimentwith weedyricewr03g12andcultivatedriceshennong265asmaterals.itshowedthatataweedyricedensityover3plants persquaremeter,paniclenumberperplant,grainnumberperpanice,seedsetingrate,1000ggrainweightandyieldof Shennong265significantlydecreased.Theiluminanceinthemiddle(80cm)tolowerpart(40cm)ofthepopulationof Shennong265wasdramaticalyweakerthanthoseofcontrolat8:00amand4:00pm.Inaddition,thedailyaverage andmaximumhumidityincreasedsignificantly.therisingdensityofweedyriceledtothedeclineofpopulationlight transmitancand,increaseofpopulationhumidityincultivatedrice,resultingintheenvironmentaldeteriorationandthe declineofyield. Keywords:weedyrice;transplanting;yield;paddyenvironment;competition 马 殿 荣, 孔 德 秀, 高 齐, 等. 杂 草 稻 对 东 北 移 栽 稻 群 体 生 长 环 境 及 产 量 的 影 响. 中 国 水 稻 科 学,2014,28(2):211G216. 摘 要 : 在 大 田 条 件 下 研 究 了 杂 草 稻 WR03G12 对 移 栽 稻 沈 农 265 的 产 量 及 稻 田 环 境 的 影 响. 结 果 表 明, 当 栽 培 田 中 杂 草 稻 密 度 超 过 3 株 /m 2 时, 移 栽 稻 沈 农 265 的 单 株 穗 数 每 穗 粒 数 结 实 率 和 千 粒 重 极 显 著 降 低, 产 量 极 显 著 下 降 ; 移 栽 稻 群 体 在 8:00 和 16:00 时 中 (80cm) 下 部 (40cm) 照 度 极 显 著 弱 于 对 照, 群 体 透 光 率 降 低 ; 日 平 均 气 温 白 天 平 均 气 温 和 日 最 高 气 温 极 显 著 降 低 ; 群 体 日 平 均 湿 度 白 天 平 均 湿 度 和 日 最 高 湿 度 显 著 升 高. 杂 草 稻 密 度 增 大 导 致 栽 培 稻 群 体 透 光 率 降 低, 群 体 湿 度 加 大, 稻 田 群 体 环 境 恶 化, 最 终 导 致 减 产. 关 键 词 : 杂 草 稻 ; 移 栽 ; 产 量 ; 稻 田 环 境 ; 竞 争 中 图 分 类 号 :Q948.12;S511.053 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1001G7216(2014)02G0211G06 杂 草 稻 是 指 在 人 工 栽 培 稻 田 中 或 稻 田 周 边 耕 地 里 自 然 繁 衍, 对 稻 田 生 态 系 统 产 生 不 利 影 响 的 稻 属 [1] 植 株 或 群 体. 杂 草 稻 多 表 现 为 与 野 生 稻 相 似 的 特 性, 如 颖 壳 黑 色, 种 皮 红 色, 种 子 休 眠 期 长, 落 粒 性 强 [2] 且 能 田 间 自 生. 目 前, 世 界 上 许 多 种 植 水 稻 的 国 家 和 地 区 广 泛 分 布 着 与 栽 培 稻 伴 生 且 具 有 半 野 生 特 [3,4] 性 的 杂 草 稻. 杂 草 稻 以 前 主 要 分 布 在 美 国 欧 [5] 洲 韩 国 等 直 播 稻 区, 育 秧 移 栽 稻 田 中 则 很 少 发 [6] 生. 目 前, 杂 草 稻 已 成 为 世 界 上 温 带 地 区 水 稻 生 [7] 产 国 主 要 的 稻 田 杂 草 类 型. 近 年 来, 杂 草 稻 在 中 国 北 方 稻 区 迅 速 蔓 延 扩 [8] 散. 中 国 辽 宁 省 杂 草 稻 植 物 学 特 性 变 异 较 大, 具 [9] 有 较 高 的 遗 传 多 样 性. 杂 草 稻 一 般 植 株 较 高, 分 蘖 力 强, 生 长 繁 茂, 根 系 发 达, 它 通 过 与 栽 培 稻 争 夺 阳 光 水 分 和 养 分 从 而 导 致 水 稻 产 量 降 低. 杂 草 稻 相 对 栽 培 稻 品 种 具 有 很 强 的 竞 争 能 力. 收 稿 日 期 :2013G05G05; 修 改 稿 收 到 日 期 :2013G11G11. 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (31271687); 辽 宁 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (20102192); 沈 阳 农 业 大 学 国 家 自 然 科 学 基 金 启 动 基 金 资 助 项 目 (20082002); 农 业 部 现 代 农 业 技 术 体 系 建 设 专 项 资 金 资 助 项 目 (CARSG01G12).
212 中 国 水 稻 科 学 (ChinJRiceSci) 第 28 卷 第 2 期 (2014 年 3 月 ) 在 美 国 阿 肯 色 州, 杂 草 稻 密 度 达 到 2 株 /m 2 就 会 对 半 矮 秆 品 种 Lement 的 产 量 造 成 影 响 [10]. 杂 草 稻 密 度 达 到 24 株 /m 2, 水 稻 减 产 可 达 50% [11]. 杂 草 稻 已 成 为 限 制 拉 丁 美 洲 国 家 水 稻 产 量 提 高 的 最 主 要 的 杂 草 因 素, 可 导 致 水 稻 最 高 减 产 60% 以 上 [3]. 杂 草 稻 在 我 国 江 苏 沿 江 地 区 的 发 生 率 在 78%~100% 不 等, 发 生 密 度 最 低 约 2 株 /m 2, 最 高 约 9 株 /m 2, 导 致 栽 培 稻 减 产 8.3% ~82.3% [12]. 由 于 经 常 发 生 自 然 杂 交, 杂 草 稻 具 有 多 种 类 型, 这 样 导 致 其 对 栽 培 稻 的 产 量 影 响 也 更 加 复 杂 [13,14]. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 产 量 影 响 与 杂 草 稻 的 密 度 [15] [11] [16] 杂 草 稻 植 株 的 形 态 和 栽 培 稻 品 种 类 型 有 关. 矮 秆 栽 培 稻 品 种 在 同 杂 草 稻 的 竞 争 中 处 于 劣 势 地 位 [8]. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 每 株 穗 数 每 穗 颖 花 数 影 响 显 著, 对 结 实 率 和 粒 重 影 响 不 大 [17]. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 穗 数 的 影 响 比 对 粒 重 大 [16]. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 的 竞 争 因 杂 草 稻 和 栽 培 稻 的 类 型 而 存 在 较 大 的 差 异 [18]. 随 着 杂 草 稻 密 度 的 逐 渐 上 升, 栽 培 稻 有 效 穗 数 和 每 穗 粒 数 显 著 减 少, 产 量 显 著 降 低 ; 栽 培 稻 碾 磨 品 质 营 养 品 质 食 味 品 质 稍 有 下 降, 外 观 品 质 变 化 不 明 显 [19]. 杂 草 稻 与 栽 培 稻 的 田 间 竞 争 实 验 表 明, 矮 秆 类 型 的 杂 草 稻 对 栽 培 稻 产 量 因 子 的 影 响 更 为 严 重 [20]. 有 关 中 国 杂 草 稻 对 栽 培 稻 群 体 生 产 影 响 的 研 究 还 少 见 报 道. 本 研 究 就 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 产 量 和 稻 田 环 境 的 影 响 进 行 了 研 究, 以 初 步 评 估 杂 草 稻 对 中 国 北 方 水 稻 生 产 的 影 响. 1 材 料 与 方 法 1.1 试 验 材 料 本 研 究 以 杂 草 稻 WR03G12 和 栽 培 稻 沈 农 265 为 试 验 材 料. WR03G12 于 2003 年 从 辽 宁 省 收 集, 自 然 状 态 下 株 高 115cm, 分 蘖 力 较 强, 叶 片 较 长, 穗 型 松 散, 落 粒 性 较 强. 沈 农 265 是 沈 阳 农 业 大 学 水 稻 研 究 所 育 成 的 直 立 大 穗 型 超 级 粳 稻 品 种, 分 蘖 力 中 等, 株 高 110cm, 株 型 紧 凑, 为 辽 宁 稻 区 主 栽 品 种. 1.2 试 验 设 计 试 验 于 2006-2007 年 在 沈 阳 农 业 大 学 水 稻 研 究 所 校 内 试 验 田 进 行. 试 验 地 土 质 为 壤 土, 地 势 平 坦, 肥 力 中 等, 采 用 井 水 灌 溉. 杂 草 稻 密 度 设 6 个 处 理, 分 别 为 Ⅰ ( 对 照,0 株 /m 2 ) Ⅱ (1 株 / m 2 ) Ⅲ (3 株 /m 2 ) Ⅳ (5 株 /m 2 ) Ⅴ (7 株 /m 2 ) Ⅵ(9 株 /m 2 ). 试 验 采 取 随 机 区 组 设 计,3 次 重 复, 小 区 行 长 5 m,8 行 区, 小 区 面 积 12m 2, 四 周 设 保 护 行. 栽 培 稻 和 杂 草 稻 均 采 用 无 纺 布 覆 盖 旱 育 苗, 于 4 月 5 日 同 期 浸 种,4 月 10 日 同 期 播 种.5 月 25 日 栽 培 稻 沈 农 265 开 始 插 秧, 栽 插 规 格 为 30cm 13.3cm, 每 穴 3 苗. 栽 培 稻 插 秧 2d 后, 插 植 杂 草 稻, 每 穴 1 苗, 不 同 密 度 的 杂 草 稻 都 均 匀 分 布 于 栽 培 稻 株 行 间. 氮 肥 用 尿 素 [CO(NH2) 2, 含 氮 量 46.7%], 用 量 为 300kg/hm 2, 折 合 成 纯 氮 141kg/hm 2 ; 磷 肥 用 磷 酸 二 铵 [(NH4) 2HPO4, 含 磷 量 23.5%], 用 量 为 150 kg/hm 2, 折 合 成 P2O5 为 81kg/hm 2 ; 钾 肥 用 氯 化 钾 [KCl, 含 钾 量 52.4%],127.5kg/hm 2, 折 合 成 K2O 为 80kg/hm 2. 氮 肥 分 3 次 施 入, 其 中 基 肥 150kg, 返 青 肥 75kg, 分 蘖 肥 75kg; 磷 钾 肥 作 底 肥 一 次 施 入. 栽 培 管 理 及 病 虫 害 防 治 与 当 地 生 产 田 相 同. 1.3 测 定 项 目 与 方 法 群 体 及 冠 层 照 度 : 于 齐 穗 期, 选 择 无 云 晴 天 用 GLG1 型 棍 式 照 度 计 进 行 田 间 测 定, 测 定 高 度 为 从 地 面 向 上 40cm 80cm 120cm 处, 分 为 下 中 上 三 层. 分 别 测 定 8:00 12:00 16:00 行 间 光 照 度,3 次 重 复. 群 体 温 度 及 湿 度 : 于 齐 穗 期 开 始, 使 用 TRMG ZS1 气 象 环 境 监 测 系 统 对 不 同 进 行 24h 不 间 断 跟 踪 测 定, 调 查 距 地 面 60cm 群 体 的 温 度 和 湿 度 ( 相 对 湿 度 ), 连 续 测 定 10d, 测 定 时 间 为 8 月 5 日 至 8 月 15 日. 收 获 及 考 种 : 收 获 前 去 除 杂 草 稻. 于 成 熟 期, 每 个 小 区 取 10 穴 植 株 留 作 室 内 考 种, 调 查 项 目 主 要 有 穗 数 每 穗 粒 数 每 穗 实 粒 数 千 粒 重 等 指 标. 考 种 植 株 取 样 后, 去 除 四 周 保 护 行, 每 个 小 区 单 独 收 获, 脱 粒 自 然 风 干 称 量 后, 加 上 10 穴 考 种 植 株 产 量, 最 后 记 为 每 个 小 区 产 量. 1.4 数 据 分 析 采 用 DPS8.01 软 件 进 行 差 异 显 著 性 相 关 性 分 析. 2 结 果 与 分 析 2.1 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 光 照 的 影 响 从 表 1 可 以 看 出, 在 3 个 时 刻 从 冠 层 上 部 到 下 部, 光 照 度 均 呈 现 逐 渐 降 低 的 趋 势. Ⅴ 和 Ⅵ 光 照 度 下 降 较 快, Ⅱ 与 对 照 相 比 变 化 不 大. 上 午 8:00, 对 照 在 80cm 处 截 获 52.8% 的 光 照, 而 Ⅵ
马 殿 荣 等 : 杂 草 稻 对 东 北 移 栽 稻 群 体 生 长 环 境 及 产 量 的 影 响 213 截 获 了 69.5% 的 光 照 ;40cm 处, 对 照 截 获 了 90.7% 的 光 照, 而 Ⅵ 截 获 了 94.4% 的 光 照.12:00, 各 对 光 能 的 截 获 率 最 低, 距 地 面 80cm 处, 对 照 截 获 了 13.1% 的 光 照, 而 Ⅵ 截 获 了 44.3% 的 光 照 ; 在 40cm 处, 对 照 截 获 了 78.4% 的 光 照, 而 Ⅵ 截 获 了 83.5% 的 光 照. 可 见 杂 草 稻 密 度 的 上 升 加 大 了 栽 培 稻 群 体 的 密 闭 性, 降 低 了 透 光 率. 从 表 1 可 以 看 出, 杂 草 稻 对 群 体 中 下 部 的 光 照 影 响 显 著, 当 杂 草 稻 密 度 超 过 3 株 /m 2 时, 栽 培 稻 群 体 的 中 下 部 照 度 在 上 午 8:00 和 下 午 16:00 都 极 显 著 弱 于 对 照, 在 中 午 12:00 中 下 部 光 照 度 显 著 弱 于 对 照. 2.2 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 温 度 的 影 响 从 表 2 可 看 出, 杂 草 稻 密 度 较 高 (9 株 /m 2 7 株 /m 2 ) 的 日 平 均 温 度 白 天 平 均 温 度 夜 间 平 均 温 度 日 最 高 温 度 和 日 最 低 温 度 与 对 照 ( 不 插 杂 草 稻 的 ) 的 差 异 均 达 到 了 极 显 著 水 平. 相 关 分 析 表 明, 日 平 均 温 度 白 天 平 均 温 度 夜 间 平 均 温 度 日 最 高 温 度 和 日 最 低 温 度 均 与 杂 草 稻 的 密 度 呈 负 相 关, 其 中 日 平 均 温 度 白 天 平 均 温 度 和 日 最 高 温 度 与 杂 草 稻 插 植 密 度 的 负 相 关 性 达 到 了 极 显 著 水 平 (-0.942-0.9809 和 -0.9705). 2.3 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 湿 度 的 影 响 表 3 表 明, 杂 草 稻 对 栽 培 稻 群 体 湿 度 有 较 大 的 影 响, 杂 草 稻 密 度 较 低 时, 不 同 与 对 照 湿 度 变 化 差 异 不 大 ; 随 着 杂 草 稻 密 度 的 增 大, 栽 培 稻 群 体 湿 度 有 增 大 的 趋 势. 从 表 3 可 以 看 出, 杂 草 稻 密 度 较 高 (9 株 /m 2 7 株 /m 2 ) 的 昼 夜 平 均 湿 度 日 平 均 湿 度 夜 平 均 湿 度 日 最 高 湿 度 都 显 著 大 于 对 照. 杂 草 稻 密 度 增 大 可 能 导 致 栽 培 稻 群 体 郁 闭, 从 而 导 致 群 体 湿 度 加 大, 进 而 致 使 栽 培 田 群 体 环 境 恶 化, 最 终 可 能 影 响 栽 培 稻 的 产 量. 表 1 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 光 照 度 的 影 响 Table1.Efectsofweedyriceoniluminanceofcultivatedricepopulationat40,80,120cmabovesoilsurface. lx 8:00 12:00 16:00 120cm 1) 80cm 1) 40cm 1) 120cm 1) 80cm 1) 40cm 1) 120cm 1) 80cm 1) 40cm 1) Ⅰ 13.00aA 6.14aA 1.22aA 26.80aA 23.30aA 5.80aAB 10.43aA 7.00aA 1.33aA Ⅱ 13.50aA 5.61abAB 1.31aA 25.65abA 21.00bA 6.00aA 9.87abAB 5.95bAB 1.20aA Ⅲ 12.76abA 4.77cBC 1.02bB 24.30abA 21.30bA 5.65aAB 8.96bcAB 4.98cBC 0.87bB Ⅳ 12.85abA 4.85bcBC 0.68cC 24.50abA 16.95cB 3.25bC 9.16bcAB 4.32cdCD 0.70bcBC Ⅴ 11.08bA 4.13cdCD 0.68cC 24.50abA 13.95dC 4.05bBC 8.06cB 4.03deCD 0.56cC Ⅵ 12.67abA 3.56dD 0.66cC 23.80bA 13.25dC 2.95bC 8.07cB 3.27eD 0.60cC 1) 表 示 距 地 面 的 高 度.Ⅰ- 杂 草 稻 密 度 为 0 株 /m 2 ;Ⅱ -1 株 /m 2 ;Ⅲ -3 株 /m 2 ;Ⅳ -5 株 /m 2 ;Ⅴ -7 株 /m 2 ;Ⅵ -9 株 /m 2. 同 一 列 中, 数 据 后 跟 相 同 大 小 写 字 母 表 示 差 异 未 达 0.01 和 0.05 显 著 水 平. 下 同. 1)Heightabovethesoilsurface.Ⅰ,Weedydensityof0plant/m 2 ;Ⅱ,1plant/m 2 ;Ⅲ,3plant/m 2 ;Ⅳ,5plant/m 2 ;Ⅴ,7plant/m 2 ;Ⅵ,9plant/ m 2.Withinacolumn,figuresfolowedbycommonuppercaseandlowercaseletersindicatenosignificantdiferenceat0.01and0.05levels,reG spectively.thesameasintablesbelow. 表 2 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 温 度 的 影 响 Table2.Efectsofweedyriceonairtemperatureofcultivatedricepopulationat60cmabovesoilsurface. 日 平 均 气 温 Diurnalaverage temperature 白 天 平 均 气 温 Averagetemperature ofday 夜 间 平 均 气 温 Averagetemperature ofnight 日 最 高 气 温 Diurnalmaximum temperature 日 最 低 气 温 Diurnalminimum temperature Ⅰ 23.54aA 25.13aA 21.95aA 26.95aA 21.41aA Ⅱ 23.50aA 24.97abA 21.87bB 26.63abAB 21.34abAB Ⅲ 23.39aAB 24.84abAB 21.85bB 26.55abcAB 21.32bAB Ⅳ 23.19bBC 24.73bcAB 21.79cC 26.44bcdAB 21.30bB Ⅴ 23.09bC 24.42cB 21.57eE 26.00dB 21.04dC Ⅵ 23.15bC 24.37cB 21.66dD 26.09cdB 21.12cC
214 中 国 水 稻 科 学 (ChinJRiceSci) 第 28 卷 第 2 期 (2014 年 3 月 ) 表 3 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 湿 度 的 影 响 Table3.Efectsofweedyriceonhumidityofcultivatedricepopulationat60cmabovesoilsurface. % 昼 夜 平 均 湿 度 日 平 均 湿 度 夜 平 均 湿 度 昼 夜 最 高 湿 度 昼 夜 最 低 湿 度 Diurnalaverage Averagehumidity Averagehumidity Diurnalmaximum Diurnalminimum humidity ofday ofnight humidity humidity Ⅰ 92.05aA 89.90aA 94.19bB 94.76bcB 87.69aA Ⅱ 91.73abAB 88.38abAB 95.07aA 95.64aA 85.52bAB Ⅲ 91.04bcAB 87.96bAB 94.13bcB 94.77bB 85.20bAB Ⅳ 90.69cBC 87.86bAB 93.53dC 94.15dC 85.23bAB Ⅴ 89.68dC 87.43bB 91.93eD 92.45eD 85.16bAB Ⅵ 90.66cBC 87.31bB 94.01cB 94.62cB 84.05bB 表 4 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 群 体 产 量 及 其 构 成 因 素 的 影 响 Table4.Efectsofweedyriceonyieldanditscomponentsofcultivatedrice. 单 穴 穗 数 每 穗 粒 数 结 实 率 千 粒 重 产 量 No.ofpanicles Grainnumber Seedseting 1000Ggrain Yield perhil perpanicle rate/% weight/g /(kg hm -2 ) Ⅰ 11.8aA 148.6aA 94.2aAB 22.8aA 9714.1aA Ⅱ 12.0aA 145.8aAB 94.6aA 22.0bAB 9581.3aA Ⅲ 9.9bB 147.4aA 93.3abAB 22.1abAB 8006.1bB Ⅳ 10.2bB 132.0bBC 94.2AB 22.0bAB 7318.1bBC Ⅴ 9.1bcB 128.3bC 93.0abAB 21.4bB 6130.5cCD Ⅵ 8.7cB 120.9bC 92.1bB 21.3bB 5377.1cD 表 5 产 量 构 成 因 素 之 间 及 与 产 量 的 相 关 系 数 Table5.Correlationcoeficientsofyieldanditscomponentsandyield. 性 状 Trait 单 穴 穗 数 每 穗 粒 数 结 实 率 No.ofpaniclesperhil Grainnumberperpanicle Seedsetingrate 每 穗 粒 数 Grainnumberperpanicle 0.5634 结 实 率 Seedsetingrate 0.6561 0.3678 千 粒 重 1000Ggrainweight 0.4906 0.2647 0.4030 千 粒 重 1000Ggrainweight 产 量 Yield 0.9256 0.8123 0.6667 0.5005 r0.05,22=0.4044;r0.01,22=0.5151. 2.4 杂 草 稻 竞 争 对 栽 培 稻 产 量 和 产 量 构 成 因 素 的 影 响 稻 田 中 杂 草 稻 密 度 为 1 株 /m 2, 对 栽 培 稻 产 量 影 响 不 显 著 ; 当 杂 草 稻 密 度 增 加 时, 杂 草 稻 竞 争 造 成 栽 培 稻 减 产, 而 且 随 着 杂 草 稻 密 度 的 增 大, 减 产 幅 度 加 大 ( 表 4). 杂 草 稻 密 度 为 9 株 /m 2 7 株 /m 2 5 株 /m 2 3 株 /m 2 1 株 /m 2 分 别 比 对 照 减 产 44 65% 36.89% 24.67% 17.58% 1.37%. 栽 培 田 中 杂 草 稻 密 度 为 1 株 /m 2 时, 单 穴 穗 数 为 12 个, 密 度 为 3 株 /m 2 5 株 /m 2 7 株 /m 2 和 9 株 /m 2 时, 栽 培 稻 单 穴 穗 数 分 别 为 9.9 个 10.2 个 9 1 个 8.7 个, 而 对 照 栽 培 稻 单 穴 穗 数 为 11.8 个, 移 栽 稻 田 中 杂 草 稻 密 度 超 过 3 株 时, 栽 培 稻 单 穴 穗 数 极 显 著 降 低. 随 着 杂 草 稻 密 度 的 上 升, 栽 培 稻 的 每 穗 粒 数 结 实 率 千 粒 重 均 不 同 程 度 地 降 低 ( 表 4). 产 量 构 成 因 素 之 间 及 与 产 量 的 相 关 分 析 表 明 ( 表 5), 栽 培 稻 单 穴 穗 数 每 穗 粒 数 和 结 实 率 与 产 量 呈 极 显 著 正 相 关, 千 粒 重 与 产 量 呈 显 著 正 相 关. 结 实 率 每 穗 粒 数 与 单 穴 穗 数 呈 极 显 著 正 相 关. 栽 培 稻 产 量 降 低 是 由 于 杂 草 稻 竞 争 导 致 栽 培 稻 穗 数 每 穗 粒 数 结 实 率 和 千 粒 重 共 同 降 低 所 致. 3 讨 论 杂 草 稻 已 成 为 世 界 上 温 带 地 区 水 稻 种 植 国 家 主 要 的 稻 田 杂 草 类 型. 杂 草 稻 对 稻 田 生 态 系 统 的 影 响 是 多 方 面 的, 对 水 稻 的 产 量 品 质 稻 作 生 产 效 益 稻 田 病 虫 害 的 发 生 等 均 有 重 要 的 影 响. 本 研 究 发 现,
马 殿 荣 等 : 杂 草 稻 对 东 北 移 栽 稻 群 体 生 长 环 境 及 产 量 的 影 响 215 杂 草 稻 对 中 国 北 方 移 栽 稻 具 有 较 强 的 竞 争 能 力. 当 杂 草 稻 密 度 超 过 3 株 /m 2 时, 栽 培 稻 产 量 极 显 著 降 低, 每 1m 2 插 植 9 株 7 株 5 株 3 株 1 株 杂 草 稻 可 使 栽 培 稻 分 别 减 产 44.65% 36.89% 24.67% 17 58% 1.37%. 意 大 利 杂 草 稻 的 蔓 延 使 个 别 地 块 最 高 减 产 达 22% [21] [10].Kown 等 发 现,2 株 /m 2 杂 草 稻 便 会 影 响 美 国 水 稻 的 产 量,35~40 株 /m 2 杂 草 稻 可 使 高 秆 水 稻 减 产 60%; 而 矮 秆 水 稻 受 害 更 加 严 重, 最 高 可 减 产 90%. 有 研 究 表 明,10~20 株 /m 2 杂 草 稻 可 导 致 水 稻 产 量 降 低 50% [22],24 株 /m 2 杂 草 稻 可 导 致 水 稻 产 量 下 降 75% [11] ; 稻 田 杂 草 稻 的 比 例 达 到 35% 时, 水 稻 产 量 降 低 约 40%~50% [23]. 本 研 究 发 现, 当 杂 草 稻 密 度 超 过 3 株 /m 2 时, 栽 培 稻 单 株 穗 数 每 穗 粒 数 结 实 率 和 千 粒 重 均 极 显 著 降 低. 这 表 明 在 中 国 北 方 移 栽 稻 区 杂 草 稻 竞 争 导 致 栽 培 稻 产 量 降 低 的 原 因 是 由 栽 培 稻 单 株 穗 数 每 穗 粒 数 结 实 率 和 千 粒 重 共 同 降 低 所 致. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 每 株 穗 数 每 穗 颖 花 数 影 响 显 著, 对 结 实 率 和 粒 重 影 响 不 大 [17], 杂 草 稻 对 栽 培 稻 穗 数 的 影 响 比 对 粒 重 大 [18]. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 的 竞 争 因 杂 草 稻 和 栽 培 稻 的 类 型 而 有 较 大 的 差 异 [18]. 本 研 究 发 现, 杂 草 稻 对 栽 培 稻 群 体 中 下 部 的 光 照 影 响 显 著, 移 栽 稻 群 体 在 上 午 8:00 和 下 午 16:00 中 (80cm) 下 部 (40cm) 照 度 极 显 著 弱 于 对 照, 群 体 透 光 率 降 低 ; 日 平 均 气 温 白 天 平 均 气 温 和 日 最 高 气 温 极 显 著 降 低 ; 群 体 日 平 均 湿 度 白 天 平 均 湿 度 和 日 最 高 湿 度 显 著 升 高. 杂 草 稻 在 苗 期 比 栽 培 稻 生 长 更 为 迅 速, 分 蘖 旺 盛, 植 株 显 著 高 于 栽 培 稻, 对 栽 培 稻 有 荫 蔽 作 用 [12]. 杂 草 稻 对 N 的 利 用 效 率 高 于 栽 培 稻, 杂 草 稻 能 够 吸 收 施 用 N 肥 的 60% 以 上 用 于 生 长 ; 有 些 杂 草 稻 对 N 的 利 用 甚 至 比 栽 培 稻 高 出 3 倍 [24]. 栽 培 稻 群 体 中 发 生 大 量 杂 草 稻 后, 由 于 杂 草 稻 分 布 于 行 上 和 行 间, 改 变 了 原 有 的 群 体 结 构, 使 原 来 的 有 序 群 体 变 成 无 序 群 体, 群 体 的 光 分 布 发 生 改 变, 光 的 消 减 也 发 生 改 变, 降 低 了 群 体 中 下 部 的 光 照 强 度, 使 中 下 部 叶 片 处 于 弱 光 条 件, 进 而 可 能 影 响 水 稻 群 体 光 合 生 产. 杂 草 稻 密 度 增 大 导 致 栽 培 稻 群 体 郁 闭, 群 体 内 湿 度 加 大, 栽 培 田 群 体 环 境 恶 化, 最 终 可 能 影 响 栽 培 稻 的 产 量. 植 株 较 高 分 蘖 力 较 强 且 前 期 生 长 繁 茂 迅 速 的 杂 草 稻, 对 栽 培 稻 田 环 境 的 影 响 可 能 更 大. 杂 草 稻 对 栽 培 稻 群 体 环 境 的 负 面 影 响, 可 能 是 导 致 栽 培 稻 产 量 降 低 的 间 接 因 素. 有 关 杂 草 稻 对 栽 培 稻 生 态 系 统 影 响 的 研 究 还 需 进 一 步 深 入 开 展. 参 考 文 献 : [1] 马 殿 荣. 杂 草 稻 遗 传 多 样 性 及 其 对 稻 田 生 态 系 统 影 响 的 研 究 [D]. 沈 阳 : 沈 阳 农 业 大 学,2009. [2] SuhHS,SatoYI,MorishimaH.Geneticcharacterizationof weedyrice(oryza sativa L.)based on morphophysiology isozymesand RAPD makers.theor ApplGenet,1997,94: 316G321. [3] FAO.ReportoftheGlobal Workshopon RedRiceControl. Varadero,Cuba,30AugustG3September,1999:55G149. [4] DeloucheJC,BurgosN R,GealyD R,etal.WeedyRice: Origin,Biology,Ecology,andControl.Rome:FAOPlantProG ductionandprotectionpaper188,2007:3g13. [5] VaughanD A,WatanabeH,HileRisLambersD,etal.Weedy ricecomplexesindirectseedingricecultures//proceedingsof theinternationalsymposiumon WorldFoodSecurity,Kyoto, Japan,1999:277G280. [6] Watanable H,Vaughan A,TomookaN.WeedyricecompleG xes:casestudiesfrom Malaysia,Vietnam,andSurinam//Baki BB,ChinD V,MortimerM.ProceedingsofWildandWeedy RiceinRiceEcosystemsinAsia:AReview.LosBaños,PhilipG pinesinternationalriceresearchinstitute,2000:25g34. [7] GealyDR,BryantRJ.Seedphysicochemicalcharacteristicsof fieldggrownusweedyredrice(oryzasativa)biotypes:cong trastswithcommercialcultivars.jcerealsci,2009,49:239g 245. [8] SunJ,QianQ,MaDR,etal.IntrogressionandselectionshaG pingthegenomeandadaptivelociofweedyriceinnorthern China.New Phytol,2013,197(1):290G299. [9] 马 殿 荣, 李 茂 柏, 王 楠, 等. 中 国 辽 宁 省 杂 草 稻 遗 传 多 样 性 及 群 体 分 化 研 究. 作 物 学 报,2008,34(3):403G411. [10]KwonSL,Smith RJ.Interferenceanddurationofredrice (Oryzasativa L.)inrice (Oryzasativa).WeedSci,1991, 39:363G368. [11]FischerAJ,RamirezA.Redrice (O.sativa):Competition studiesformanagementdecisions.intj PestManag,1993, 39:133G138. [12] 张 峥, 戴 伟 民, 章 超 斌, 等. 江 苏 沿 江 地 区 杂 草 稻 的 生 物 学 特 性 及 危 害 调 查. 中 国 农 业 科 学,2012,45(14):2856G2866. [13]LondoJP,SchaalB A.Originsandpopulationgeneticsof weedyredriceintheusa.molecol,2007,16:4523g4535. [14]OtisBV,SmithKL,ScotRC,TalbertRE.Riceyieldand qualityasafectedbycultivarandredrice(oryzasativa)deng sity.weedsci,2005,53:499g504. [15]Diarra A,Smith RJ,TalbertR E.Interferenceofredrice (Oryzasativa L.)withrice(O.sativa).WeedSci,1985,33 (5):644G649. [16]EleftherohorinosIG,DhimaK V,VasilakoglouIB.InterferG
216 中 国 水 稻 科 学 (ChinJRiceSci) 第 28 卷 第 2 期 (2014 年 3 月 ) enceofredriceinricegrowningreece.weedsci,2002,50: 167G172. [17]PantoneDJ,BakerJB,JordanP W.PathGanalysisofred (Oryzasativa L.)competitionwithcultivatedrice.WeedSci, 1992,40:313G319. [18]EstorninosLE,GealyDR,TalbertRE.Growthresponseof rice(oryzasativa)andredrice(o.sativa)inareplacement seriesstudy.weedtechnol,2002,16(2):401g406. [19] 宋 冬 明, 马 殿 荣, 杨 庆, 等. 杂 草 稻 对 栽 培 粳 稻 产 量 和 品 质 及 群 体 微 生 态 环 境 的 影 响. 作 物 学 报,2009,35(5):914G920. [20] 孙 兴 强, 周 勇 军, 陆 永 良, 等. 两 种 生 物 型 江 都 杂 草 稻 不 同 栽 播 密 度 对 水 稻 生 长 的 影 响 及 其 与 栽 培 稻 的 亲 缘 关 系. 中 国 水 稻 科 学,2012,26(1):118G122. [21]FerreroA,VidotoF,BalsariP,AiroldiG.Mechanicaland chemicalcontrolofredrice(oryzasatival.var.sylvatica)in rice(oryzasativa L.)preGplanting.Crop Prot,1999,18: 245G251. [22]SmithRJ.WeedthresholdsinsouthernU.S.rice,OryzasatiG va.weedtechnol,1998,2:232g241. [23] WatanableH,AzmiM,IsmailM Z.Ecologyofmajorweeds andtheircontrolindirectseedingricecultureof Malaysia. MARD/MADA/JIRCAS colaborative Study Report(1992G 96),1996:202. [24]BurgosN R,NormanRJ,GealyD R,etal.CompetitiveN uptakebetweenriceandweedyrice.fieldcropsres,2006, 99:96G105.