杂草稻与栽培稻形态特征区别研究

闫春秀，邓佳佳，赵长山，马凤鸣

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

杂草稻（Oryza sativa f.spontanea）在分类学上与栽培稻属同一物种，经历长期自然选择而生存繁衍至今，并表现出多项与杂草相似的特性，如具有落粒性、可田间自生的特性，增加其在稻田的分布[1]。杂草稻的环境适应性强于栽培稻，在田间生存资源的竞争中占有优势，糙米有色素沉积、品质低，混在收获稻米中降低栽培稻的质量和产量[2]。

目前，亚洲、非洲、欧洲、南美洲、北美洲以及大洋洲的50多个国家已有关于杂草稻分布的报道[3]。我国大部分水稻生产地区如辽宁、江苏发生严重；黑龙江、吉林、河北、安徽、湖北、湖南、江西等省都有杂草稻生长，其分布范围正逐渐扩散，适应性也在逐渐增强。

近几年国内外学者就杂草稻的遗传基因、种质抗逆性、蔓延趋势开展研究。国外学者研究发现不同地域杂草稻种群的种间存在大量遗传性差异[4]。美国加里福尼亚州采用深水淹灌结合使用除草剂禾大壮使杂草稻得到有效防治[5]。韩国Chung和Paek发现不同光谱、光照时间及昼夜温差等因素能够影响具有感光性杂草稻种子的萌发[6]。

国内学者针对杂草稻的生物学特性、与栽培稻的亲缘关系以及传播途径进行相关研究。杂草稻千粒重低于栽培稻，江苏扬州的杂草稻千粒重约为23 g[7]，东北地区杂草稻千粒重19.4～26.3 g[8-9]。陈惠哲等研究发现辽宁丹东的杂草稻种子在11℃即能够发芽且临界温度低于常规栽培稻[10]。袁晓丹等研究东北三省杂草稻抗逆性资源，发现部分资源表现出抗盐碱性；吉林延边和黑龙江省东北部的杂草稻抗旱、抗寒性较好[9]。余柳青等测试丹东的杂草稻落粒粳，发现其幼苗期可忍耐0.5%盐碱[11]；灌溉水层对幼苗生长有抑制作用；室内测试杂草稻对除草剂敏感性的结果显示，落粒粳对乙氧氟草醚的反应最敏感，其次是二甲戊灵，禾草敌也有一定效果；丁草胺和禾草丹对落粒粳无抑制作用[5]。

鉴于目前国内外尚无防除杂草稻的理想措施，本文对杂草稻种子的特征特性进行研究，旨在探寻杂草稻形态学特点，制定有效治理杂草稻的策略，降低杂草稻为害程度，遏制水稻减产，提高稻米品质，发展优质稻米的安全生产，保障粮食安全。

1 材料与方法

1.1 材料

杂草稻：采集于黑龙江省亚布力稻田（编号I）。

栽培稻：松粳3号（编号A）、松粳9号（散稻，编号B）、松粳9号（编号C）、松粳5号（编号D，由黑龙江省农业科学院第二水稻研究所杂交选育而成）。

东农423（编号E）、东农3489（编号F，由东北农业大学农学院培育）。

龙稻5号（编号G）、龙稻5号（半直立，编号H，由黑龙江省农业科学院栽培所水稻育种室培育）。

1.2 方法

1.2.1 杂草稻与栽培稻主要形态特征比较

采用室外盆栽法，挑选大小和饱满程度一致的杂草稻种子和栽培稻种子播种于直径30 cm的塑料桶中，每桶20粒，3次重复，自然条件下培养以待观察。

营养生长期观察不完全叶长，叶耳及叶舌的有无、形状、大小和色泽，叶毛的有无等；生殖生长期观察芒的有无、颜色、颖壳色；

籽粒成熟后，进行种子落粒性、长宽比、千粒重的调查。

千粒重称量方法：随机数出1000粒种子，1/10000电子天平称重，3次重复。

落粒性调查方法：在杂草稻和栽培稻抽穗后，用聚乙烯网袋将其套住，待籽粒成熟后，将籽粒成熟的杂草稻穗从1.5 m高处自由落体至水泥地面，统计落粒数，以落粒数占总粒数的百分率表示落粒率（试验前已经掉落的籽粒计入落粒籽粒数内）。

1.2.2 数据统计与分析方法

数据采用Excel 2003和DPS处理软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 杂草稻的形态特征

通过观察比较杂草稻与栽培稻的形态特征，发现杂草稻与栽培稻出苗时的胚芽鞘均为白色；营养生长前期（1～3叶）杂草稻叶片披垂，栽培稻则较为紧束，杂草稻的不完全叶（第一片叶）平均长30.4 mm，长于各品种栽培稻的不完全叶（均长11.5～20.9 mm）（见图1、2）。

图1 一叶期杂草稻与栽培稻植株比较Fig.1 Plant comparison of weedy rice and cultivated rice at seedling stage

图2 一叶期杂草稻与栽培稻第一片叶的比较Fig.2 Comparison of weedy rice and cultivated rice for the first leaves at seedling stage

杂草稻与供试栽培稻各叶均有叶耳、叶舌，叶片均呈绿色、较淡，杂草稻（I）的不完全叶叶长稍长于松粳品种的栽培稻（A～D），而与东农品种（E、F）和龙稻品种（G、H）无差异。后期观察，杂草稻和栽培稻叶片均有叶耳和叶舌，叶片上下两面有毛，叶色相近，叶宽均在3 mm左右，叶耳上有细毛、呈环状环绕茎部，明显易见；叶舌呈叉状或“山”字形分叉，此结果表明，营养生长期杂草稻与供试栽培稻的植株形态极为相似，不能区分。

通过对杂草稻生殖生长期的形态观察发现，杂草稻抽穗初期即有芒、多呈红棕色且较长，后期变为黄色或深棕色，以黄色芒居多，占90%左右（见表1），而供试的栽培稻对照品种只有松粳3号（A）和松粳9号（C）有芒，其芒色几乎全为黄色，其他均无芒。栽培稻颖壳色为黄色，而杂草稻颖壳色却表现各异：初期杂草稻籽粒的颖壳呈绿色，后期呈现多种颜色，棕褐色居多，另有黄色、绿色、黄带褐斑及棕黑色等（见图3）。杂草稻表现出的一般规律为：颖壳为棕褐色的籽粒，芒也是棕褐色；同一株穗上的籽粒，颖壳色也表现出差异性：整体呈棕褐色颖壳的籽粒变化差异较小，仅有少数籽粒后来颖壳变为深褐色；整体呈黄色颖壳的籽粒，颖壳色之间变化差异较大，表现稻草黄色、黄带黑斑等。表明通过辨别穗及颖壳色的特征能够明显区分杂草稻与供试栽培稻。

表1 杂草稻与栽培稻芒的特征比较Table 1 Character comparison of awn between weedy rice and cultivated rice

图3 杂草稻种子形态特征Fig.3 Morphological characteristics of weedy rice seed

2.2 杂草稻种子的特性

杂草稻种子具有边成熟边落粒的特性，与栽培稻品种比较，至栽培稻籽粒成熟时，杂草稻穗上大部分籽粒已掉落。对杂草稻生育期及种子特性比较发现（见表2）。

表2 杂草稻与栽培稻种子主要特征特性比较Table 2 Main character comparison of weedy rice and cultivated rice seeds

杂草稻与试验所选栽培稻比较，生育期较短，为93 d；且杂草稻落粒性强，落粒率高达84.7%，显著高于试验所选落粒性最强的栽培稻品种东农423（E）的4.72%；长宽比为2.141，显著小于东农3489的2.4和松粳9号的2.367，与松粳9号散稻的2.15和东农423的2.148差异不显著，较其他对照栽培稻的长宽比大；杂草稻的千粒重较对照栽培稻轻，为20.35 g。

3 讨论

杂草稻种子能田间自生，其植株形态、生物特性又与栽培稻相似，尤其在营养生长时期，难以辨识，无法防除；抽穗初期能够通过芒色及颖壳色辨别，然而此时杂草稻对当季水稻的危害已因竞争资源而造成，当季水稻的损失虽已成既定事实，但为了防止杂草稻种子对翌年造成危害，可以通过抽取稻穗的方法减少杂草稻种子基数。混于栽培稻稻种中的杂草稻种，会蔓延至其他田块，造成传播危害。而利用杂草稻种子较轻且有芒，更易于浮在水面的特点，在播前可以用盐水或泥浆进行选种。散落在稻田中的杂草稻种子可用流水灌田，纱网截留的方式，收集杂草稻种，将其移除本田，以防止其造成翌年危害；目前为止并没有特效除草剂可以针对杂草稻，能够抑制其发生、生长，因此采用综合治理的方法是较为理想的治理手段。可考虑在插秧前施用灭生性除草剂杀死包括杂草稻在内的所有已出苗杂草，控制杂草稻的发生又不影响水稻生长。

4 结论

a.杂草稻在营养生长时期与栽培稻无差异，在生殖生长时期可以根据穗及籽粒特征区分开二者。

营养生长期杂草稻与栽培稻无差异，仅在第一片不完全叶长有细微差异，生殖生长期杂草稻有长芒、颖壳色有多种，栽培稻无芒或有极短芒、颖壳色仅黄色。

b.杂草稻的全生育期为93 d、有较强的落粒性。

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