杂草稻对水稻生长及产量的影响

温广月， 沈国辉， 钱振官， 李 涛， 柴晓玲

(上海市农业科学院生态环境保护研究所,上海 201106)



杂草稻对水稻生长及产量的影响

温广月， 沈国辉， 钱振官， 李 涛， 柴晓玲

(上海市农业科学院生态环境保护研究所,上海 201106)

通过室内试验和田间试验明确了杂草稻对水稻生长、产量构成因子和产量的影响。水稻营养生长期,不同杂草稻密度对水稻基本苗、株高、单株鲜重、分蘖、倒二叶长与宽均没有影响。而水稻株高、有效穗数、穗长、一次枝梗数、穗粒数、千粒重、结实率、实际产量等均随杂草稻密度的增加而呈现下降趋势。杂草稻密度为1株/m2可导致水稻产量损失9.15%，当杂草稻密度达7株/m2时可导致水稻产量损失50%以上,杂草稻密度达到12株/m2时水稻产量损失可高达72.29%。

杂草稻; 水稻; 生长； 产量构成因子; 产量

杂草稻(Oryzasativaf.spontanea)又称野稻、稆生稻、杂稻、红稻等,包括中国在内的世界大多数水稻产区均有发生[1],已经成为广泛分布在世界各地稻田中的一种恶性杂草。在美国,杂草稻已成为仅次于稗草和千金子的第三大杂草,全季度干扰使水稻严重减产[2]。中国水稻主产区黑龙江、辽宁、江苏、广东等省均出现了不同程度的杂草稻危害。近几年来上海地区杂草稻的发生对水稻生产的影响已经开始显现,2009年上海地区直播和机插秧稻田杂草稻面积发生率分别为14.72%和22.66%,乡镇分布率分别为75%和77.27%,虽然均以1级轻度危害为主,但是局部危害比较严重[3]。Fischer等[4]研究发现,5～20株/m2杂草稻可引起40%～60%的产量损失,当杂草稻密度达到24株/m2时,可使水稻产量损失达75%。宋冬明等[5]研究结果表明,当杂草稻密度为1株/m2时,可使辽粳294减产5.62%,当密度达9株/m2时,导致减产33.81%。不同地区杂草稻因来源、种类及生物学特性差异,对水稻产量的影响有何不同,为此开展了本研究。

1 材料与方法

1.1 供试材料

杂草稻种子于2010年采自上海崇明县,水稻品种为常规稻秀水128(市售)。

1.2 杂草稻对水稻生长及产量的影响

1.2.1 杂草稻对水稻萌发的影响

1.2.1.1 共培养法 取小盒子(8 cm×13.5 cm)用塑料隔板把中间隔开,下部可使水稻培养液[6]互通,但是杂草稻和水稻种子不能通过,两边分别放入200粒杂草稻种子和100粒秀水128种子,以及适量水稻培养液,每天两次晃动盒子,保证盒子两边的水稻培养液能够充分的混合。以等量蒸馏水为对照，4次重复,7 d后调查秀水128发芽率。

1.2.1.2 培养液法 水稻培养液培养杂草稻幼苗21 d后,收集培养液诱导秀水128萌发,采用平皿滤纸法测定杂草稻培养液对秀水128萌发的影响, 以等量水稻培养液作对照。每处理100粒秀水128种子。4次重复,7 d后调查秀水128发芽率。

1.2.2 不同密度杂草稻对水稻生长及产量影响 水稻秀水128催芽3 d后播种,播重量为120 kg/hm2,水稻播种后均匀点播催芽3 d的杂草稻种子,点播量为0、1、2、3、4、5、6、7、8、10、12粒/m2,小区面积为10 m2,4次重复。水稻常规管理。水稻苗期测定水稻基本苗,水稻生长不同时期测定水稻株高,在水稻分蘖末期测定水稻分蘖数以及水稻倒二叶长、宽和单株鲜重。在水稻收获期,相距田埂一定距离，随机选取1 m2水稻割方,调查水稻有效穗数和产量构成因子,计算水稻产量和损失率。

2 结果与分析

2.1 杂草稻对水稻种子萌发的影响

从表1可以看出,无论采用共培养法还是培养液法,水稻秀水128发芽率与对照之间差异均不显著,说明杂草稻种子的萌发不会影响水稻秀水128种子的萌发。

2.2 杂草稻不同密度对水稻生长的影响

从图1、图2可以看出,不同密度杂草稻对水稻基本苗、分蘖末期株高、单株鲜重、分蘖数、倒二叶长与宽均没有影响,所有处理之间差异均不显著,说明杂草稻对水稻苗期和分蘖期的生长没有影响。

表1 杂草稻对水稻秀水128萌发的影响

从图3可以看出,高密度杂草稻对水稻成熟期的株高有一定的影响。杂草稻密度>3株/m2时水稻的株高明显低于对照(无杂草稻)。杂草稻密度3～12株/m2时,水稻株高分别降低4.15%、4.86%、5.19%、5.78%、5.36%、6.47%、7.15%、8.65%,并且杂草稻密度与水稻的株高呈显著负相关(y=-0.447x+78.40,r2=0.870,P<0.000 1)。

2.3 杂草稻不同密度对水稻产量的影响

从表2可以看出,随着杂草稻密度的增加,水稻有效穗数、穗长、一次枝梗数、穗粒数、千粒重、结实率、实际产量等均呈现下降趋势。杂草稻密度与水稻有效穗数(y=-22.65x+456.2,r2=0.963)、穗长(y=-0.283x+13.75,r2=0.953)、一次枝梗数(y=-0.352x+11.96,r2=0.939)、穗粒数(y=-5.562x+111.4,r2=0.924)、千粒重(y=-0.183x+23.96,r2=0.939)与实际产量(y=-489.34x+7 336.3,r2=0.927)均呈线性相关,与水稻结实率呈二次曲线相关(y=-0.071x2+0.002x+95.15,r2=0.947)。杂草稻对水稻产量构成因子的影响最终导致对水稻产量的影响,测产结果表明,杂草稻密度1株/m2可导致水稻产量损失9.15%,杂草稻密度7株/m2导致水稻产量损失50%以上。本试验设定的最大杂草稻密度为12株/m2，可导致水稻产量损失72.29%,并且杂草稻密度与水稻产量损失成线性相关(y=6.133x+8.420,r2=0.945)。结合图3和表2看出,杂草稻对水稻的生殖生长期产生了明显影响,并随杂草稻密度的增加,影响越来越严重,给产量造成了严重损失。

表2 杂草稻不同密度对水稻产量构成因子的影响

3 讨论

杂草稻的株高和分蘖明显地强于水稻,杂草稻株型较水稻松散,分蘖角大于水稻,相对于水稻来说具有很强的竞争优势,导致水稻严重减产。宋东明等[8]对杂草稻与栽培稻竞争关系的研究表明,在产量构成因素中,千粒重、有效穗数和每穗粒数受杂草稻密度影响较大,本研究结果与其基本一致。室内试验和田间试验结果表明,杂草稻的萌发对水稻的出苗没有任何影响,在田间杂草稻1～12株/m2的情况下,杂草稻对水稻基本苗、分蘖、分蘖期株高等没有影响。但从水稻收获期调查结果来看,随着杂草稻密度的增加,成熟期株高、水稻产量构成因子逐渐降低,说明杂草稻对水稻营养生长没有影响,但对生殖生长影响较大。吴云艳等[9]关于杂草稻对水稻根系影响的研究结果也表明,杂草稻主要影响水稻的生殖生长,分蘖期不同密度的杂草稻对栽培稻沈农265的根鲜质量、根干质量、根体积、根冠比、根系氧化力、根系吸收面积等都没有产生明显的影响,但从拔节期至成熟期,水稻以上指标均随杂草稻密度增加而降低,降低程度达到显著或极显著水平。在水稻生殖生长期,水稻与杂草稻营养竞争和空间竞争劣势凸显。Burgos等[10]研究结果表明,孕穗期施用氮肥,杂草稻可以比水稻Drew产生更多的生物量,抽穗2星期后杂草稻对氮肥更敏感,利用率明显高于水稻Drew。在水稻生长季中,杂草稻植株较高、分蘖角较大,株型较分散,而且杂草稻可以影响水稻田间小气候,随杂草稻密度增大水稻冠层下日平均温度和日最低温度上升,阳光照度随着杂草稻密度的增大而下降[5]，水稻在杂草稻冠层下不良的环境条件下生长,最终导致水稻的很多分蘖变成了无效分蘖,也可能有部分水稻在与杂草稻的竞争中死亡,水稻在与杂草稻空间和营养竞争中处于劣势,最终导致水稻产量构成因子降低幅度较大、产量损失较严重。Fischer等研究发现,5～20株/m2杂草稻引起40%～60%的产量损失[4]。但是从本研究来看,上海崇明县的杂草稻与Fischer等研究供试杂草稻相比对水稻的影响更为严重,上海地区12株/m2即可导致水稻损失70%以上。Fischer等研究供试杂草稻达到24株/m2时使水稻产量损失达75%。宋冬明等研究结果表明,杂草稻1、3、5、7、9株/m2时,辽粳294实际产量分别比对照减少5.62%、和33.81%[5]。宋冬明等供试杂草稻对水稻产量的影响也轻于本研究的供试杂草稻。通过产量损失率的比较也说明杂草稻的多样性与复杂性。上海崇明县的杂草稻危害更为严重,更应引起足够的重视。

[1]The Secretariat of the International Rice Commission,Crop and Grassland Service,Plant Production and Protection Division,Agriculture Department.FAO rice information:Vol.3,Chapter Ⅱ[M]. Rome:FAO,2002.

[2]Kwon S L,Smith R J. Interference and duration of red rice (OryzasativaL.) in rice (Oryzasativa)[J]. Weed Science,1991,39:363-368.

[3]唐国来,温广月,沈国辉,等. 上海地区杂草稻发生分布与危害现状[J]. 杂草科学,2010(2):43-45.

[4]Fischer A J,Ramirez A. Red rice (Oryzasativa):Competitionstudies for management decisions[J]. Int J Pest Manage,1993,39:133-138.

[5]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[J]. 作物学报,2009,35(5):914-920.

[6]Yoshida S,Forno D A,Cock J H,et al. Laboratory manual for physiological studies of rice[M]. 3rd ed. Manila:The International Rice Research Institute,1976.

[7]杨 庆,马殿荣,宋冬明,等. 不同密度杂草稻对栽培稻群体形态特征及产量的影响[J]. 北方水稻,2008,38(5)：28-31.

[8]宋冬明,马殿荣,杨 庆,等. 杂草稻密度对栽培稻生长发育和产量的影响[J]. 沈阳农业大学学报,2008,39(3)：270-273.

[9]吴云艳,马殿荣,李金英,等. 杂草稻竞争对栽培稻根系形态生理特性及产量的影响[J]. 华北农学报,2010,25(5)：150-1544.

[10]Burgos N R,Norman R J,Gealy D R,et al. Competitive N uptake between rice and weedy rice[J]. Field Crops Research,2006,99：96-105.

程勤海，丰 青，陆志杰，等. 浙江省海宁市直播稻田千金子大发生原因及治理对策[J]. 杂草科学，2011，29(2)：60-62.

孙兴强，周勇军，陆永良，等. 杂草稻落粒粳种子的耐冷性评价[J]. 杂草科学，2011，29(2)：54-56.

Effects of Weedy Rice(Oryzasativaf.spontanea) on the Growth and Yield of Rice(Oryzasativa)

WEN Guang-yue, SHEN Guo-hui, QIAN Zhen-guan, LI Tao,CHAI Xiao-ling

(Eco-Environment and Plant Protection Research Institute,Shanghai Academy of Agricultural Sciences,Shanghai,201106,China)

The experiments in field and in laboratory were carried out to reveal the effects of weedy rice (Oryzasativaf.spontanea) on plant growth,yield components and yield performance of rice(Oryzasativa). During the period of vegetative growth time, weedy rice with different growth densities did not show any effects on rice basic seedlings,plant height,fresh weight per plant,tillers and the length,width of the top second leaf;nevertheless, plant height,number of effective pike,spike length,number of first branch per spike,grain number per spike,1 000-grain weight,seed setting rate and the actual harvest yield presented a decreasing trend as the weedy rice growth density increasing.The harvest yield loss could reach to 9.15% and above 50% when the growth density of weedy rice maintained on the level of 1 plant/m2and 7 plants/m2respectively. The harvest yield loss could reach to 72.29% when the growth density of weedy rice reached to 12 plants/m2.

weedy rice; yield components;yield

2011-03-15

上海市科技兴农重点攻关项目[编号：沪农科攻字(2008)第2-1号]。

温广月(1981—),男,黑龙江人,硕士,助理研究员,主要从事杂草防除与利用研究。Tel:(021)62202732； E-mail:wgy1227@163.com。

沈国辉,硕士,研究员,长期从事杂草及其防除研究。Tel:(021)62205538； E-mail:zb5@saas.sh.cn。

S511.01

A

1003-935X(2011)02-0051-03