雜草稻與栽培稻形態(tài)特征區(qū)別研究

閆春秀，鄧佳佳，趙長(zhǎng)山，馬鳳鳴

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030）

雜草稻（Oryza sativa f.spontanea）在分類學(xué)上與栽培稻屬同一物種，經(jīng)歷長(zhǎng)期自然選擇而生存繁衍至今，并表現(xiàn)出多項(xiàng)與雜草相似的特性，如具有落粒性、可田間自生的特性，增加其在稻田的分布[1]。雜草稻的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)于栽培稻，在田間生存資源的競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)，糙米有色素沉積、品質(zhì)低，混在收獲稻米中降低栽培稻的質(zhì)量和產(chǎn)量[2]。

目前，亞洲、非洲、歐洲、南美洲、北美洲以及大洋洲的50多個(gè)國(guó)家已有關(guān)于雜草稻分布的報(bào)道[3]。我國(guó)大部分水稻生產(chǎn)地區(qū)如遼寧、江蘇發(fā)生嚴(yán)重；黑龍江、吉林、河北、安徽、湖北、湖南、江西等省都有雜草稻生長(zhǎng)，其分布范圍正逐漸擴(kuò)散，適應(yīng)性也在逐漸增強(qiáng)。

近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者就雜草稻的遺傳基因、種質(zhì)抗逆性、蔓延趨勢(shì)開展研究。國(guó)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)不同地域雜草稻種群的種間存在大量遺傳性差異[4]。美國(guó)加里福尼亞州采用深水淹灌結(jié)合使用除草劑禾大壯使雜草稻得到有效防治[5]。韓國(guó)Chung和Paek發(fā)現(xiàn)不同光譜、光照時(shí)間及晝夜溫差等因素能夠影響具有感光性雜草稻種子的萌發(fā)[6]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)雜草稻的生物學(xué)特性、與栽培稻的親緣關(guān)系以及傳播途徑進(jìn)行相關(guān)研究。雜草稻千粒重低于栽培稻，江蘇揚(yáng)州的雜草稻千粒重約為23 g[7]，東北地區(qū)雜草稻千粒重19.4～26.3 g[8-9]。陳惠哲等研究發(fā)現(xiàn)遼寧丹東的雜草稻種子在11℃即能夠發(fā)芽且臨界溫度低于常規(guī)栽培稻[10]。袁曉丹等研究東北三省雜草稻抗逆性資源，發(fā)現(xiàn)部分資源表現(xiàn)出抗鹽堿性；吉林延邊和黑龍江省東北部的雜草稻抗旱、抗寒性較好[9]。余柳青等測(cè)試丹東的雜草稻落粒粳，發(fā)現(xiàn)其幼苗期可忍耐0.5%鹽堿[11]；灌溉水層對(duì)幼苗生長(zhǎng)有抑制作用；室內(nèi)測(cè)試雜草稻對(duì)除草劑敏感性的結(jié)果顯示，落粒粳對(duì)乙氧氟草醚的反應(yīng)最敏感，其次是二甲戊靈，禾草敵也有一定效果；丁草胺和禾草丹對(duì)落粒粳無抑制作用[5]。

鑒于目前國(guó)內(nèi)外尚無防除雜草稻的理想措施，本文對(duì)雜草稻種子的特征特性進(jìn)行研究，旨在探尋雜草稻形態(tài)學(xué)特點(diǎn)，制定有效治理雜草稻的策略，降低雜草稻為害程度，遏制水稻減產(chǎn)，提高稻米品質(zhì)，發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻米的安全生產(chǎn)，保障糧食安全。

1 材料與方法

1.1 材料

雜草稻：采集于黑龍江省亞布力稻田（編號(hào)I）。

栽培稻：松粳3號(hào)（編號(hào)A）、松粳9號(hào)（散稻，編號(hào)B）、松粳9號(hào)（編號(hào)C）、松粳5號(hào)（編號(hào)D，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院第二水稻研究所雜交選育而成）。

東農(nóng)423（編號(hào)E）、東農(nóng)3489（編號(hào)F，由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院培育）。

龍稻5號(hào)（編號(hào)G）、龍稻5號(hào)（半直立，編號(hào)H，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院栽培所水稻育種室培育）。

1.2 方法

1.2.1 雜草稻與栽培稻主要形態(tài)特征比較

采用室外盆栽法，挑選大小和飽滿程度一致的雜草稻種子和栽培稻種子播種于直徑30 cm的塑料桶中，每桶20粒，3次重復(fù)，自然條件下培養(yǎng)以待觀察。

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期觀察不完全葉長(zhǎng)，葉耳及葉舌的有無、形狀、大小和色澤，葉毛的有無等；生殖生長(zhǎng)期觀察芒的有無、顏色、穎殼色；

籽粒成熟后，進(jìn)行種子落粒性、長(zhǎng)寬比、千粒重的調(diào)查。

千粒重稱量方法：隨機(jī)數(shù)出1000粒種子，1/10000電子天平稱重，3次重復(fù)。

落粒性調(diào)查方法：在雜草稻和栽培稻抽穗后，用聚乙烯網(wǎng)袋將其套住，待籽粒成熟后，將籽粒成熟的雜草稻穗從1.5 m高處自由落體至水泥地面，統(tǒng)計(jì)落粒數(shù)，以落粒數(shù)占總粒數(shù)的百分率表示落粒率（試驗(yàn)前已經(jīng)掉落的籽粒計(jì)入落粒籽粒數(shù)內(nèi)）。

1.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜草稻的形態(tài)特征

通過觀察比較雜草稻與栽培稻的形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)雜草稻與栽培稻出苗時(shí)的胚芽鞘均為白色；營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)前期（1～3葉）雜草稻葉片披垂，栽培稻則較為緊束，雜草稻的不完全葉（第一片葉）平均長(zhǎng)30.4 mm，長(zhǎng)于各品種栽培稻的不完全葉（均長(zhǎng)11.5～20.9 mm）（見圖1、2）。

圖1 一葉期雜草稻與栽培稻植株比較Fig.1 Plant comparison of weedy rice and cultivated rice at seedling stage

圖2 一葉期雜草稻與栽培稻第一片葉的比較Fig.2 Comparison of weedy rice and cultivated rice for the first leaves at seedling stage

雜草稻與供試栽培稻各葉均有葉耳、葉舌，葉片均呈綠色、較淡，雜草稻（I）的不完全葉葉長(zhǎng)稍長(zhǎng)于松粳品種的栽培稻（A～D），而與東農(nóng)品種（E、F）和龍稻品種（G、H）無差異。后期觀察，雜草稻和栽培稻葉片均有葉耳和葉舌，葉片上下兩面有毛，葉色相近，葉寬均在3 mm左右，葉耳上有細(xì)毛、呈環(huán)狀環(huán)繞莖部，明顯易見；葉舌呈叉狀或“山”字形分叉，此結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期雜草稻與供試栽培稻的植株形態(tài)極為相似，不能區(qū)分。

通過對(duì)雜草稻生殖生長(zhǎng)期的形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，雜草稻抽穗初期即有芒、多呈紅棕色且較長(zhǎng)，后期變?yōu)辄S色或深棕色，以黃色芒居多，占90%左右（見表1），而供試的栽培稻對(duì)照品種只有松粳3號(hào)（A）和松粳9號(hào)（C）有芒，其芒色幾乎全為黃色，其他均無芒。栽培稻穎殼色為黃色，而雜草稻穎殼色卻表現(xiàn)各異：初期雜草稻籽粒的穎殼呈綠色，后期呈現(xiàn)多種顏色，棕褐色居多，另有黃色、綠色、黃帶褐斑及棕黑色等（見圖3）。雜草稻表現(xiàn)出的一般規(guī)律為：穎殼為棕褐色的籽粒，芒也是棕褐色；同一株穗上的籽粒，穎殼色也表現(xiàn)出差異性：整體呈棕褐色穎殼的籽粒變化差異較小，僅有少數(shù)籽粒后來穎殼變?yōu)樯詈稚?；整體呈黃色穎殼的籽粒，穎殼色之間變化差異較大，表現(xiàn)稻草黃色、黃帶黑斑等。表明通過辨別穗及穎殼色的特征能夠明顯區(qū)分雜草稻與供試栽培稻。

表1 雜草稻與栽培稻芒的特征比較Table 1 Character comparison of awn between weedy rice and cultivated rice

圖3 雜草稻種子形態(tài)特征Fig.3 Morphological characteristics of weedy rice seed

2.2 雜草稻種子的特性

雜草稻種子具有邊成熟邊落粒的特性，與栽培稻品種比較，至栽培稻籽粒成熟時(shí)，雜草稻穗上大部分籽粒已掉落。對(duì)雜草稻生育期及種子特性比較發(fā)現(xiàn)（見表2）。

表2 雜草稻與栽培稻種子主要特征特性比較Table 2 Main character comparison of weedy rice and cultivated rice seeds

雜草稻與試驗(yàn)所選栽培稻比較，生育期較短，為93 d；且雜草稻落粒性強(qiáng)，落粒率高達(dá)84.7%，顯著高于試驗(yàn)所選落粒性最強(qiáng)的栽培稻品種東農(nóng)423（E）的4.72%；長(zhǎng)寬比為2.141，顯著小于東農(nóng)3489的2.4和松粳9號(hào)的2.367，與松粳9號(hào)散稻的2.15和東農(nóng)423的2.148差異不顯著，較其他對(duì)照栽培稻的長(zhǎng)寬比大；雜草稻的千粒重較對(duì)照栽培稻輕，為20.35 g。

3 討論

雜草稻種子能田間自生，其植株形態(tài)、生物特性又與栽培稻相似，尤其在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期，難以辨識(shí)，無法防除；抽穗初期能夠通過芒色及穎殼色辨別，然而此時(shí)雜草稻對(duì)當(dāng)季水稻的危害已因競(jìng)爭(zhēng)資源而造成，當(dāng)季水稻的損失雖已成既定事實(shí)，但為了防止雜草稻種子對(duì)翌年造成危害，可以通過抽取稻穗的方法減少雜草稻種子基數(shù)?；煊谠耘嗟镜痉N中的雜草稻種，會(huì)蔓延至其他田塊，造成傳播危害。而利用雜草稻種子較輕且有芒，更易于浮在水面的特點(diǎn)，在播前可以用鹽水或泥漿進(jìn)行選種。散落在稻田中的雜草稻種子可用流水灌田，紗網(wǎng)截留的方式，收集雜草稻種，將其移除本田，以防止其造成翌年危害；目前為止并沒有特效除草劑可以針對(duì)雜草稻，能夠抑制其發(fā)生、生長(zhǎng)，因此采用綜合治理的方法是較為理想的治理手段?？煽紤]在插秧前施用滅生性除草劑殺死包括雜草稻在內(nèi)的所有已出苗雜草，控制雜草稻的發(fā)生又不影響水稻生長(zhǎng)。

4 結(jié)論

a.雜草稻在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期與栽培稻無差異，在生殖生長(zhǎng)時(shí)期可以根據(jù)穗及籽粒特征區(qū)分開二者。

營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期雜草稻與栽培稻無差異，僅在第一片不完全葉長(zhǎng)有細(xì)微差異，生殖生長(zhǎng)期雜草稻有長(zhǎng)芒、穎殼色有多種，栽培稻無芒或有極短芒、穎殼色僅黃色。

b.雜草稻的全生育期為93 d、有較強(qiáng)的落粒性。

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