雜草稻與栽培稻形態特征區別研究

閆春秀，鄧佳佳，趙長山，馬鳳鳴

（東北農業大學農學院，哈爾濱 150030）

雜草稻（Oryza sativa f.spontanea）在分類學上與栽培稻屬同一物種，經歷長期自然選擇而生存繁衍至今，并表現出多項與雜草相似的特性，如具有落粒性、可田間自生的特性，增加其在稻田的分布[1]。雜草稻的環境適應性強于栽培稻，在田間生存資源的競爭中占有優勢，糙米有色素沉積、品質低，混在收獲稻米中降低栽培稻的質量和產量[2]。

目前，亞洲、非洲、歐洲、南美洲、北美洲以及大洋洲的50多個國家已有關于雜草稻分布的報道[3]。我國大部分水稻生產地區如遼寧、江蘇發生嚴重；黑龍江、吉林、河北、安徽、湖北、湖南、江西等省都有雜草稻生長，其分布范圍正逐漸擴散，適應性也在逐漸增強。

近幾年國內外學者就雜草稻的遺傳基因、種質抗逆性、蔓延趨勢開展研究。國外學者研究發現不同地域雜草稻種群的種間存在大量遺傳性差異[4]。美國加里福尼亞州采用深水淹灌結合使用除草劑禾大壯使雜草稻得到有效防治[5]。韓國Chung和Paek發現不同光譜、光照時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[6]。

國內學者針對雜草稻的生物學特性、與栽培稻的親緣關系以及傳播途徑進行相關研究。雜草稻千粒重低于栽培稻，江蘇揚州的雜草稻千粒重約為23 g[7]，東北地區雜草稻千粒重19.4～26.3 g[8-9]。陳惠哲等研究發現遼寧丹東的雜草稻種子在11℃即能夠發芽且臨界溫度低于常規栽培稻[10]。袁曉丹等研究東北三省雜草稻抗逆性資源，發現部分資源表現出抗鹽堿性；吉林延邊和黑龍江省東北部的雜草稻抗旱、抗寒性較好[9]。余柳青等測試丹東的雜草稻落粒粳，發現其幼苗期可忍耐0.5%鹽堿[11]；灌溉水層對幼苗生長有抑制作用；室內測試雜草稻對除草劑敏感性的結果顯示，落粒粳對乙氧氟草醚的反應最敏感，其次是二甲戊靈，禾草敵也有一定效果；丁草胺和禾草丹對落粒粳無抑制作用[5]。

鑒于目前國內外尚無防除雜草稻的理想措施，本文對雜草稻種子的特征特性進行研究，旨在探尋雜草稻形態學特點，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，提高稻米品質，發展優質稻米的安全生產，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I）。

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

東農423（編號E）、東農3489（編號F，由東北農業大學農學院培育）。

龍稻5號（編號G）、龍稻5號（半直立，編號H，由黑龍江省農業科學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，自然條件下培養以待觀察。

營養生長期觀察不完全葉長，葉耳及葉舌的有無、形狀、大小和色澤，葉毛的有無等；生殖生長期觀察芒的有無、顏色、穎殼色；

籽粒成熟后，進行種子落粒性、長寬比、千粒重的調查。

千粒重稱量方法：隨機數出1000粒種子，1/10000電子天平稱重，3次重復。

落粒性調查方法：在雜草稻和栽培稻抽穗后，用聚乙烯網袋將其套住，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，統計落粒數，以落粒數占總粒數的百分率表示落粒率（試驗前已經掉落的籽粒計入落粒籽粒數內）。

1.2.2 數據統計與分析方法

數據采用Excel 2003和DPS處理軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 雜草稻的形態特征

通過觀察比較雜草稻與栽培稻的形態特征，發現雜草稻與栽培稻出苗時的胚芽鞘均為白色；營養生長前期（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30.4 mm，長于各品種栽培稻的不完全葉（均長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）的不完全葉葉長稍長于松粳品種的栽培稻（A～D），而與東農品種（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，葉耳上有細毛、呈環狀環繞莖部，明顯易見；葉舌呈叉狀或“山”字形分叉，此結果表明，營養生長期雜草稻與供試栽培稻的植株形態極為相似，不能區分。

通過對雜草稻生殖生長期的形態觀察發現，雜草稻抽穗初期即有芒、多呈紅棕色且較長，后期變為黃色或深棕色，以黃色芒居多，占90%左右（見表1），而供試的栽培稻對照品種只有松粳3號（A）和松粳9號（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各異：初期雜草稻籽粒的穎殼呈綠色，后期呈現多種顏色，棕褐色居多，另有黃色、綠色、黃帶褐斑及棕黑色等（見圖3）。雜草稻表現出的一般規律為：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，僅有少數籽粒后來穎殼變為深褐色；整體呈黃色穎殼的籽粒，穎殼色之間變化差異較大，表現稻草黃色、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，雜草稻穗上大部分籽粒已掉落。對雜草稻生育期及種子特性比較發現（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

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

3 討論

雜草稻種子能田間自生，其植株形態、生物特性又與栽培稻相似，尤其在營養生長時期，難以辨識，無法防除；抽穗初期能夠通過芒色及穎殼色辨別，然而此時雜草稻對當季水稻的危害已因競爭資源而造成，當季水稻的損失雖已成既定事實，但為了防止雜草稻種子對翌年造成危害，可以通過抽取稻穗的方法減少雜草稻種子基數。混于栽培稻稻種中的雜草稻種，會蔓延至其他田塊，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，在播前可以用鹽水或泥漿進行選種。散落在稻田中的雜草稻種子可用流水灌田，紗網截留的方式，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雜草稻，能夠抑制其發生、生長，因此采用綜合治理的方法是較為理想的治理手段。可考慮在插秧前施用滅生性除草劑殺死包括雜草稻在內的所有已出苗雜草，控制雜草稻的發生又不影響水稻生長。

4 結論

a.雜草稻在營養生長時期與栽培稻無差異，在生殖生長時期可以根據穗及籽粒特征區分開二者。

營養生長期雜草稻與栽培稻無差異，僅在第一片不完全葉長有細微差異，生殖生長期雜草稻有長芒、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、有較強的落粒性。

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