雜草稻對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

溫廣月， 沈國(guó)輝， 錢振官， 李 濤， 柴曉玲

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所,上海 201106)

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雜草稻對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

溫廣月， 沈國(guó)輝， 錢振官， 李 濤， 柴曉玲

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所,上海 201106)

通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和田間試驗(yàn)明確了雜草稻對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量構(gòu)成因子和產(chǎn)量的影響。水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期,不同雜草稻密度對(duì)水稻基本苗、株高、單株鮮重、分蘗、倒二葉長(zhǎng)與寬均沒(méi)有影響。而水稻株高、有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、一次枝梗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率、實(shí)際產(chǎn)量等均隨雜草稻密度的增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。雜草稻密度為1株/m2可導(dǎo)致水稻產(chǎn)量損失9.15%，當(dāng)雜草稻密度達(dá)7株/m2時(shí)可導(dǎo)致水稻產(chǎn)量損失50%以上,雜草稻密度達(dá)到12株/m2時(shí)水稻產(chǎn)量損失可高達(dá)72.29%。

雜草稻; 水稻; 生長(zhǎng)； 產(chǎn)量構(gòu)成因子; 產(chǎn)量

雜草稻(Oryzasativaf.spontanea)又稱野稻、稆生稻、雜稻、紅稻等,包括中國(guó)在內(nèi)的世界大多數(shù)水稻產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生[1],已經(jīng)成為廣泛分布在世界各地稻田中的一種惡性雜草。在美國(guó),雜草稻已成為僅次于稗草和千金子的第三大雜草,全季度干擾使水稻嚴(yán)重減產(chǎn)[2]。中國(guó)水稻主產(chǎn)區(qū)黑龍江、遼寧、江蘇、廣東等省均出現(xiàn)了不同程度的雜草稻危害。近幾年來(lái)上海地區(qū)雜草稻的發(fā)生對(duì)水稻生產(chǎn)的影響已經(jīng)開始顯現(xiàn),2009年上海地區(qū)直播和機(jī)插秧稻田雜草稻面積發(fā)生率分別為14.72%和22.66%,鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布率分別為75%和77.27%,雖然均以1級(jí)輕度危害為主,但是局部危害比較嚴(yán)重[3]。Fischer等[4]研究發(fā)現(xiàn),5～20株/m2雜草稻可引起40%～60%的產(chǎn)量損失,當(dāng)雜草稻密度達(dá)到24株/m2時(shí),可使水稻產(chǎn)量損失達(dá)75%。宋冬明等[5]研究結(jié)果表明,當(dāng)雜草稻密度為1株/m2時(shí),可使遼粳294減產(chǎn)5.62%,當(dāng)密度達(dá)9株/m2時(shí),導(dǎo)致減產(chǎn)33.81%。不同地區(qū)雜草稻因來(lái)源、種類及生物學(xué)特性差異,對(duì)水稻產(chǎn)量的影響有何不同,為此開展了本研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

雜草稻種子于2010年采自上海崇明縣,水稻品種為常規(guī)稻秀水128(市售)。

1.2 雜草稻對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

1.2.1 雜草稻對(duì)水稻萌發(fā)的影響

1.2.1.1 共培養(yǎng)法 取小盒子(8 cm×13.5 cm)用塑料隔板把中間隔開,下部可使水稻培養(yǎng)液[6]互通,但是雜草稻和水稻種子不能通過(guò),兩邊分別放入200粒雜草稻種子和100粒秀水128種子,以及適量水稻培養(yǎng)液,每天兩次晃動(dòng)盒子,保證盒子兩邊的水稻培養(yǎng)液能夠充分的混合。以等量蒸餾水為對(duì)照，4次重復(fù),7 d后調(diào)查秀水128發(fā)芽率。

1.2.1.2 培養(yǎng)液法 水稻培養(yǎng)液培養(yǎng)雜草稻幼苗21 d后,收集培養(yǎng)液誘導(dǎo)秀水128萌發(fā),采用平皿濾紙法測(cè)定雜草稻培養(yǎng)液對(duì)秀水128萌發(fā)的影響, 以等量水稻培養(yǎng)液作對(duì)照。每處理100粒秀水128種子。4次重復(fù),7 d后調(diào)查秀水128發(fā)芽率。

1.2.2 不同密度雜草稻對(duì)水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量影響 水稻秀水128催芽3 d后播種,播重量為120 kg/hm2,水稻播種后均勻點(diǎn)播催芽3 d的雜草稻種子,點(diǎn)播量為0、1、2、3、4、5、6、7、8、10、12粒/m2,小區(qū)面積為10 m2,4次重復(fù)。水稻常規(guī)管理。水稻苗期測(cè)定水稻基本苗,水稻生長(zhǎng)不同時(shí)期測(cè)定水稻株高,在水稻分蘗末期測(cè)定水稻分蘗數(shù)以及水稻倒二葉長(zhǎng)、寬和單株鮮重。在水稻收獲期,相距田埂一定距離，隨機(jī)選取1 m2水稻割方,調(diào)查水稻有效穗數(shù)和產(chǎn)量構(gòu)成因子,計(jì)算水稻產(chǎn)量和損失率。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草稻對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

從表1可以看出,無(wú)論采用共培養(yǎng)法還是培養(yǎng)液法,水稻秀水128發(fā)芽率與對(duì)照之間差異均不顯著,說(shuō)明雜草稻種子的萌發(fā)不會(huì)影響水稻秀水128種子的萌發(fā)。

2.2 雜草稻不同密度對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響

從圖1、圖2可以看出,不同密度雜草稻對(duì)水稻基本苗、分蘗末期株高、單株鮮重、分蘗數(shù)、倒二葉長(zhǎng)與寬均沒(méi)有影響,所有處理之間差異均不顯著,說(shuō)明雜草稻對(duì)水稻苗期和分蘗期的生長(zhǎng)沒(méi)有影響。

表1 雜草稻對(duì)水稻秀水128萌發(fā)的影響

從圖3可以看出,高密度雜草稻對(duì)水稻成熟期的株高有一定的影響。雜草稻密度>3株/m2時(shí)水稻的株高明顯低于對(duì)照(無(wú)雜草稻)。雜草稻密度3～12株/m2時(shí),水稻株高分別降低4.15%、4.86%、5.19%、5.78%、5.36%、6.47%、7.15%、8.65%,并且雜草稻密度與水稻的株高呈顯著負(fù)相關(guān)(y=-0.447x+78.40,r2=0.870,P<0.000 1)。

2.3 雜草稻不同密度對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

從表2可以看出,隨著雜草稻密度的增加,水稻有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、一次枝梗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率、實(shí)際產(chǎn)量等均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。雜草稻密度與水稻有效穗數(shù)(y=-22.65x+456.2,r2=0.963)、穗長(zhǎng)(y=-0.283x+13.75,r2=0.953)、一次枝梗數(shù)(y=-0.352x+11.96,r2=0.939)、穗粒數(shù)(y=-5.562x+111.4,r2=0.924)、千粒重(y=-0.183x+23.96,r2=0.939)與實(shí)際產(chǎn)量(y=-489.34x+7 336.3,r2=0.927)均呈線性相關(guān),與水稻結(jié)實(shí)率呈二次曲線相關(guān)(y=-0.071x2+0.002x+95.15,r2=0.947)。雜草稻對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響最終導(dǎo)致對(duì)水稻產(chǎn)量的影響,測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明,雜草稻密度1株/m2可導(dǎo)致水稻產(chǎn)量損失9.15%,雜草稻密度7株/m2導(dǎo)致水稻產(chǎn)量損失50%以上。本試驗(yàn)設(shè)定的最大雜草稻密度為12株/m2，可導(dǎo)致水稻產(chǎn)量損失72.29%,并且雜草稻密度與水稻產(chǎn)量損失成線性相關(guān)(y=6.133x+8.420,r2=0.945)。結(jié)合圖3和表2看出,雜草稻對(duì)水稻的生殖生長(zhǎng)期產(chǎn)生了明顯影響,并隨雜草稻密度的增加,影響越來(lái)越嚴(yán)重,給產(chǎn)量造成了嚴(yán)重?fù)p失。

表2 雜草稻不同密度對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

3 討論

雜草稻的株高和分蘗明顯地強(qiáng)于水稻,雜草稻株型較水稻松散,分蘗角大于水稻,相對(duì)于水稻來(lái)說(shuō)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),導(dǎo)致水稻嚴(yán)重減產(chǎn)。宋東明等[8]對(duì)雜草稻與栽培稻競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的研究表明,在產(chǎn)量構(gòu)成因素中,千粒重、有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)受雜草稻密度影響較大,本研究結(jié)果與其基本一致。室內(nèi)試驗(yàn)和田間試驗(yàn)結(jié)果表明,雜草稻的萌發(fā)對(duì)水稻的出苗沒(méi)有任何影響,在田間雜草稻1～12株/m2的情況下,雜草稻對(duì)水稻基本苗、分蘗、分蘗期株高等沒(méi)有影響。但從水稻收獲期調(diào)查結(jié)果來(lái)看,隨著雜草稻密度的增加,成熟期株高、水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子逐漸降低,說(shuō)明雜草稻對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)沒(méi)有影響,但對(duì)生殖生長(zhǎng)影響較大。吳云艷等[9]關(guān)于雜草稻對(duì)水稻根系影響的研究結(jié)果也表明,雜草稻主要影響水稻的生殖生長(zhǎng),分蘗期不同密度的雜草稻對(duì)栽培稻沈農(nóng)265的根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、根體積、根冠比、根系氧化力、根系吸收面積等都沒(méi)有產(chǎn)生明顯的影響,但從拔節(jié)期至成熟期,水稻以上指標(biāo)均隨雜草稻密度增加而降低,降低程度達(dá)到顯著或極顯著水平。在水稻生殖生長(zhǎng)期,水稻與雜草稻營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和空間競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)凸顯。Burgos等[10]研究結(jié)果表明,孕穗期施用氮肥,雜草稻可以比水稻Drew產(chǎn)生更多的生物量,抽穗2星期后雜草稻對(duì)氮肥更敏感,利用率明顯高于水稻Drew。在水稻生長(zhǎng)季中,雜草稻植株較高、分蘗角較大,株型較分散,而且雜草稻可以影響水稻田間小氣候,隨雜草稻密度增大水稻冠層下日平均溫度和日最低溫度上升,陽(yáng)光照度隨著雜草稻密度的增大而下降[5]，水稻在雜草稻冠層下不良的環(huán)境條件下生長(zhǎng),最終導(dǎo)致水稻的很多分蘗變成了無(wú)效分蘗,也可能有部分水稻在與雜草稻的競(jìng)爭(zhēng)中死亡,水稻在與雜草稻空間和營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì),最終導(dǎo)致水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子降低幅度較大、產(chǎn)量損失較嚴(yán)重。Fischer等研究發(fā)現(xiàn),5～20株/m2雜草稻引起40%～60%的產(chǎn)量損失[4]。但是從本研究來(lái)看,上海崇明縣的雜草稻與Fischer等研究供試雜草稻相比對(duì)水稻的影響更為嚴(yán)重,上海地區(qū)12株/m2即可導(dǎo)致水稻損失70%以上。Fischer等研究供試雜草稻達(dá)到24株/m2時(shí)使水稻產(chǎn)量損失達(dá)75%。宋冬明等研究結(jié)果表明,雜草稻1、3、5、7、9株/m2時(shí),遼粳294實(shí)際產(chǎn)量分別比對(duì)照減少5.62%、和33.81%[5]。宋冬明等供試雜草稻對(duì)水稻產(chǎn)量的影響也輕于本研究的供試雜草稻。通過(guò)產(chǎn)量損失率的比較也說(shuō)明雜草稻的多樣性與復(fù)雜性。上海崇明縣的雜草稻危害更為嚴(yán)重,更應(yīng)引起足夠的重視。

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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

上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目[編號(hào)：滬農(nóng)科攻字(2008)第2-1號(hào)]。

溫廣月(1981—),男,黑龍江人,碩士,助理研究員,主要從事雜草防除與利用研究。Tel:(021)62202732； E-mail:wgy1227@163.com。

沈國(guó)輝,碩士,研究員,長(zhǎng)期從事雜草及其防除研究。Tel:(021)62205538； E-mail:zb5@saas.sh.cn。

S511.01

A

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