東北稻區(qū)雜草稻分布與特征及其有效控制措施

劉秀，李儉，李海粟，吳明根

（延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，延吉 133002）

東北稻區(qū)雜草稻分布與特征及其有效控制措施

劉秀，李儉，李海粟，吳明根

（延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，延吉 133002）

針對(duì)東北稻區(qū)雜草稻種子的吸水性及耐冷性，分析了越冬期落粒于稻田的雜草稻種子的自然死亡原因，探討了有效防除雜草稻的技術(shù)措施。東北稻區(qū)雜草稻出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，引起波動(dòng)的主要客觀原因在于越冬期稻田土壤干燥程度和耕翻措施。結(jié)果表明：東北稻區(qū)自生的雜草稻種子沒(méi)有休眠特性；遇到降雨量多的年份，吸水的雜草稻種子不能安全越冬；東北稻區(qū)凡是采取提高雜草稻種子含水量的農(nóng)藝措施，越冬期能夠有效致死落粒于稻田的雜草稻種子。

東北稻區(qū)；雜草稻；分布；種子存活；控制措施

雜草稻是指在稻田間或稻田周圍耕地里作為雜草類型而伴隨栽培稻生長(zhǎng)的水稻植株[1]，屬于稻田惡性雜草[2]。目前為止，雖然對(duì)東北稻區(qū)發(fā)生的雜草稻起源、分類還沒(méi)科學(xué)的定義，且對(duì)雜草稻發(fā)生歷史沒(méi)有準(zhǔn)確的記載，但20世紀(jì)50年代東北稻區(qū)已經(jīng)發(fā)生過(guò)雜草稻[3]，當(dāng)時(shí)因其稻粒褐紅色、易落粒故稱之為“赤稻”或“落粒粳”[4]。東北稻區(qū)自生雜草稻種子的自然越冬能力“強(qiáng)于栽培稻、弱于稻田雜草類”，在生存對(duì)策上形成了獨(dú)特的生態(tài)適應(yīng)機(jī)制，從而形成了與稻田雜草類不同的棲息環(huán)境與分布特征、種群數(shù)量波動(dòng)特征和種群共生關(guān)系特征等。

東北稻區(qū)有些稻區(qū)、有些年份雜草稻發(fā)生時(shí)，由于沒(méi)有有效防除雜草稻的措施，嚴(yán)重影響了栽培稻的產(chǎn)量與質(zhì)量。由于雜草稻對(duì)除草劑的耐感特性與栽培稻相似，目前為止無(wú)法化控，只能靠人工拔除[5]。以雜草稻與栽培稻的相似性、特異性特點(diǎn)和在東北地區(qū)含水量高的栽培稻種子不能安全越冬為依據(jù)，探討了越冬期凍死落粒于稻田的雜草稻種子的農(nóng)藝措施，為東北稻區(qū)雜草稻的防除提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試雜草稻來(lái)源雜草稻種子收集于東北稻區(qū)后在吉林龍井試驗(yàn)地?cái)U(kuò)繁供試。其中，黑龍江省13份，吉林1份、遼寧1份，栽培稻品種為吉粳81和吉粳88。

1.1.2 試驗(yàn)地區(qū)秋季降水量

表1 東北雜草稻發(fā)生區(qū)不同年度秋季降水量（單位：mm）Table 1Statistics of rainfall precipitation in autumn of weedy rice in northeast region（unit：mm）

1.2 方法

1.2.1 東北稻區(qū)雜草稻分布變化趨勢(shì)調(diào)查

2013度為止，對(duì)東北稻區(qū)雜草稻發(fā)生稻田定點(diǎn)跟蹤調(diào)查，記錄了定點(diǎn)稻田雜草稻發(fā)現(xiàn)年份和消失年度。1.2.2東北稻區(qū)自生雜草稻種子休眠性測(cè)定

東北三省收集的雜草稻種子在吉林省龍井市試驗(yàn)地?cái)U(kuò)繁后種植，分別在抽穗后20～30 d、40～50 d和60～70 d取樣作為發(fā)芽試驗(yàn)的供試材料，取100粒于至于墊濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，重復(fù)3次，在25℃培養(yǎng)箱中催芽，14 d后調(diào)查發(fā)芽率。當(dāng)抽穗50 d后的種子發(fā)芽率低于80%時(shí)初步認(rèn)為其有休眠特性[6]。

1.2.3 稻田不同處理對(duì)越冬種子的致死效果測(cè)定

分別在2010～2012年的三個(gè)秋季，將100粒雜草稻和栽培稻種子平鋪在14 cm×24 cm的網(wǎng)袋中并放于黑龍江海林市（播種期：10月16～18日）、遼寧省東港市（播種期：10月30～31日）和吉林省龍井市（播種期：10月17～20日）稻田中，覆干土0.5 cm。設(shè)有干燥態(tài)土壤越冬（隔雨處理）、自然越冬、水層—冰層越冬處理，小區(qū)面積為10 m2，隨機(jī)設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。處理后定期分批取回處理種子，放入25℃恒溫箱內(nèi)，測(cè)定種子出苗率。對(duì)未發(fā)芽的種子以TTP種子活力檢測(cè)法判斷死活種子。

2 結(jié)果與分析

2.1 東北稻區(qū)雜草稻分布變化趨勢(shì)

東港稻區(qū)雜草稻大發(fā)生期始于90年代[4]。1999年?yáng)|港稻區(qū)是遼寧省雜草稻災(zāi)情最嚴(yán)重稻區(qū)，到2009年以后雜草稻分布規(guī)模、發(fā)生數(shù)量急劇減退，2011～2013年間，東港地區(qū)雜草稻已基本匿跡。但2013年調(diào)查發(fā)現(xiàn)遼寧省沈陽(yáng)、鐵嶺、昌圖部分稻田零星發(fā)生，目前遼寧稻區(qū)的雜草稻分布及發(fā)生密度由過(guò)去的東多西少轉(zhuǎn)向西有東無(wú)的特征（見(jiàn)表2）。

表2 東北部分稻區(qū)雜草稻分布情況Table 2Distribution of weedy rice in northeast region

黑龍江省雜草稻發(fā)生始于1988年海林市海南鄉(xiāng)稻田，此后擴(kuò)散到雞西、密山、虎林等牡丹江流域稻區(qū)；黑龍江省農(nóng)墾牡丹江分局（黑龍江省東北部稻區(qū)）雜草稻大面積蔓延始于2003年。黑龍江省雜草稻突發(fā)性大發(fā)生源于外來(lái)引種[7]。目前，海林市海浪河流域輕型化農(nóng)耕稻區(qū)仍多發(fā)生雜草稻，而采取深度秋翻的農(nóng)墾稻區(qū)2011年開(kāi)始基本消失匿跡（見(jiàn)表2）。

吉林省稻區(qū)雜草稻發(fā)生始于90年代末、主要集中在通化、延邊等東部早熟稻區(qū)，而吉林主稻區(qū)的松花江流域只有個(gè)別稻田零星發(fā)生，但沒(méi)有連續(xù)多年同一塊稻田發(fā)生現(xiàn)象。2006年普查發(fā)現(xiàn)，2004年安圖、敦化等地區(qū)發(fā)生雜草稻的稻區(qū)基本消失匿跡；2013年通化稻區(qū)輝發(fā)河流域和一統(tǒng)河流域個(gè)別稻田仍發(fā)生雜草稻（見(jiàn)表2）。

通過(guò)東北稻區(qū)雜草稻分布變化調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近期東北稻區(qū)雜草稻進(jìn)入了衰弱態(tài)勢(shì)；過(guò)去雜草稻大發(fā)生的東部稻區(qū)雜草稻消失匿跡，災(zāi)情減弱，而以輕型化稻田農(nóng)耕為主的、晚秋初冬降水量少中西部稻區(qū)，仍有雜草稻發(fā)生。調(diào)查結(jié)果說(shuō)明，東北地區(qū)雜草稻種群不適宜越冬期多水環(huán)境，雜草稻的發(fā)生程度隨前一年度的晚秋季節(jié)的降雨量、氣溫以及耕翻措施等變化而發(fā)生變化。稻田土壤輕型化耕翻和秋季稻田早斷水是助長(zhǎng)稻田雜草稻大發(fā)生主要原因；晚秋初冬降水量、氣溫決定翌年雜草稻發(fā)生程度，秋翻或秋灌可以凍死稻田落粒的雜草稻種子。

2.2 雜草稻種子休眠性及其自然死亡的內(nèi)在原因分析

于抽穗后不同時(shí)間進(jìn)行發(fā)芽率調(diào)查發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)表3），抽穗后20～30 d的雜草稻種子雖然比栽培稻種子早成熟，但發(fā)芽率仍然低，說(shuō)明種子未成熟。抽穗后40～50 d取樣的雜草稻種子發(fā)芽率普遍高，除了遼寧省雜草稻和栽培稻以外，其他種子發(fā)芽率均在90%以上，說(shuō)明大部分雜草稻種子已成熟。抽穗后60～70 d種子發(fā)芽率均高于90%。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，雜草稻成熟比栽培稻早、快；通過(guò)抽穗后50～60 d種子的發(fā)芽率可鑒定其休眠性；東北稻區(qū)自生雜草稻種子與栽培稻一樣無(wú)休眠特性，試驗(yàn)結(jié)果暗示在晚秋如果無(wú)休眠特性的雜草稻種子處于多濕環(huán)境，越冬后與栽培稻種子一樣，導(dǎo)致種胚死亡。

表3 不同來(lái)源雜草稻種子成熟日期與發(fā)芽率Table 3Maturity dates and germination rates of weedy rice seeds from different sources

2.3 秋收后稻田不同處理對(duì)越冬種子的致死效果

試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表4），干燥態(tài)越冬的栽培稻與雜草稻種子發(fā)芽率仍保持80%以上（未發(fā)芽種子胚腐爛，TTP檢測(cè)出無(wú)活力）；自然狀態(tài)越冬的雜草稻和栽培稻種子隨著越冬時(shí)間的增加，發(fā)芽率明顯降低，但地區(qū)和年度之間有差異；在水層—冰層狀態(tài)下，越冬的

栽培稻與雜草稻種子隨著越冬時(shí)間的增加，發(fā)芽率降低幅度大于自然狀態(tài)下，但地區(qū)和年度之間有差異。越冬后致死雜草稻種子效果，灌水處理好于自然狀態(tài)，自然狀態(tài)好于干燥狀態(tài)；遼寧東港稻區(qū)好于黑龍江海林稻區(qū)；自然狀態(tài)下，秋季降雨量多的年份好于少的年份；雜草稻種子的安全越冬性強(qiáng)于栽培稻?？傊?，在水層—冰層狀態(tài)下，達(dá)到90%以上致死雜草稻種子的越冬期間，東港稻區(qū)為3個(gè)月，海林稻區(qū)為5個(gè)月（見(jiàn)表4、表5）。雖然不同地區(qū)在自然條件下種子致死速率有所不同，但東北稻區(qū)降水量多的年份或多濕稻田大約經(jīng)過(guò)5個(gè)月越冬后，雜草稻種子死亡率達(dá)到95%以上。

表4 海林市秋季不同處理區(qū)種子安全越冬效果的影響Table 4Effects of seeds safety wintering in different treatments of autumn in Hailin

表5 東港市秋季不同處理區(qū)種子安全越冬效果的影響Table 5Effects of seeds safety wintering in different treatments of autumn in Donggang

3 討論

東北稻區(qū)經(jīng)歷雜草稻出現(xiàn)、蔓延、大發(fā)生過(guò)程之后，近期進(jìn)入衰弱態(tài)勢(shì)。直至2010～2013年，除以輕型化稻田農(nóng)耕為主的黑龍江省東部、吉林省東北部稻區(qū)和晚秋初冬降水量少的遼寧省中西部稻區(qū)以外，其余稻區(qū)雜草稻基本匿跡，災(zāi)情減少。近幾年雜草稻發(fā)生量的減少與當(dāng)?shù)赝砬锍醵涤炅亢蜌鉁赜嘘P(guān)（見(jiàn)表1）。

雜草稻種子的休眠特性與其自生地方生態(tài)環(huán)境有關(guān)，一般南方地區(qū)，秈稻型雜草稻比粳稻型雜草稻休眠特性強(qiáng)[8-9]。種子休眠性是多基因控制的數(shù)量性

狀，休眠基因是顯性基因，栽培稻種子的無(wú)休眠性狀是野生型演替過(guò)程中一種基因缺失的表現(xiàn)[10]。

雜草稻與共生栽培稻相比，一方面具有成熟早快、易落粒、無(wú)休眠、耐低溫發(fā)芽特性，這些特性成為雜草稻種子越冬期能夠自然死亡的內(nèi)在原因；另一方面，雜草稻種子芒長(zhǎng)、種皮細(xì)胞排列稠密而厚，種子吸水速率低于栽培稻[11-12]，這些特性成為雜草稻種子安全越冬能力比栽培稻種子強(qiáng)的內(nèi)在原因[13-14]。當(dāng)初秋落粒的雜草稻種子只要遇到適合的水分和溫度條件，當(dāng)年即可發(fā)芽而不可越冬；而處于多濕環(huán)境的種子能否安全越冬，取決于種子含水量、前期正積溫和冷凍期負(fù)積溫因子的組合效應(yīng)[15]，至于致死雜草稻種子的含水量、溫度閾值有待于精確測(cè)定；晚秋落粒的種子以干燥態(tài)進(jìn)入冷凍期，當(dāng)年可安全越冬，翌年大發(fā)生。雖然東北稻區(qū)稻田落粒的雜草稻種子耐寒性強(qiáng)于栽培稻[16-17]，但與稻田雜草類種子相比相對(duì)弱，特別是濕潤(rùn)環(huán)境中的安全越冬能力極弱，東北稻區(qū)稻田落粒的雜草稻種子只能以“干態(tài)”安全越冬，“濕態(tài)”不能安全越冬。

因此，從雜草稻種子“落?！钡囊吧攸c(diǎn)和與栽培稻種子相似的“無(wú)休眠”和“濕種不能安全越冬”特點(diǎn)入手，力爭(zhēng)在收后秋閑季節(jié)，創(chuàng)造不利于其安全越冬條件，控制其翌年再生，可達(dá)到有效防除目的。但目前，依然存在在引種或機(jī)械化收割過(guò)程中雜草稻通過(guò)種子流的傳播途徑，依然存在春季輕型耙地種稻稻田，導(dǎo)致了部分稻田零星地出現(xiàn)新的擴(kuò)散問(wèn)題，如果遇到秋季干旱年份，若不采取有效控制措施，雜草稻大發(fā)生現(xiàn)象會(huì)再次上演。

從控制措施的有效性、可行性考慮，如果是秋季斷水早、土壤干燥、適宜機(jī)械作業(yè)的稻田，則宜采取秋翻埋種，提高越冬期雜草稻種子含水量而致死雜草稻種子；如果是地勢(shì)低洼稻區(qū)、秋季稻田土壤積水或濕潤(rùn)稻田，不會(huì)跨年度連續(xù)大發(fā)生雜草稻；如果是秋季灌溉條件便利的稻區(qū)，可以灌溉泡田3天，也達(dá)到有效控制雜草稻翌年再發(fā)生。

4 結(jié)論

（1）東北稻區(qū)經(jīng)歷雜草稻出現(xiàn)、蔓延、大發(fā)生之后，近3年進(jìn)入衰弱態(tài)勢(shì)。

（2）引起東北稻區(qū)雜草稻發(fā)生量出現(xiàn)消漲現(xiàn)象的主要客觀原因在于越冬期稻田土壤干燥程度和耕翻措施；秋翻埋種或秋季灌水等提高種子含水量的農(nóng)藝措施，越冬期能夠有效致死落粒于稻田的雜草稻種子；遇到降雨量多的年份，吸水的雜草稻種子不能安全越冬。

（3）東北稻區(qū)自生的雜草稻種子沒(méi)有休眠特性。

［1］Tang L H，Morishima H.Genetic characterization of weedy rices and the inference on their origins［J］.Breeding Science，1997，47（2）：153-160.

［2］楊巍，吳其褒，陳惠哲，等.雜草稻生物學(xué)特性、危害與防治方法［J］.中國(guó)稻米，2008（3）：50-53.

［3］馬殿榮，陳溫福，徐正進(jìn)，等.遼寧省雜草稻的初步考察［J］.遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（6）：22-24.

［4］馬殿榮，陳溫福，徐正進(jìn)，等.遼寧省雜草稻的發(fā)生及其控制措施［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005，21（8）：358-365.

［5］余柳青，Mortimer A M，玄松南，等.雜草稻落粒梗的抗逆境特性研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（4）：717-720.

［6］趙明.水稻收獲時(shí)休眠性（穗發(fā)芽抗性）的鑒定、遺傳與育種應(yīng)用［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

［7］劉華招，劉延，陳溫福.寒地水稻骨干親本石狩白毛衍生品種的育成、推廣及啟示［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，23（2）：8-12.

［8］邵青，戴偉民，張連舉，等.江蘇省中部地區(qū)雜草稻遺傳多樣性及其起源分析［J］.作物學(xué)報(bào)，2011，37（8）：1324-1332.

［9］井文，江玲，張文偉，等.雜草稻種子休眠數(shù)量性狀位點(diǎn)的定位［J］.作物學(xué)報(bào)，2008，34（5）：737-742.

［10］唐九友.水稻種子休眠性數(shù)量性狀基因座的定位與分析［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

［11］沈雁君.雜草稻的生物學(xué)特性與綜合防除技術(shù)研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2012.

［12］鄭承志.東北地區(qū)雜草稻幾種特異性狀的研究［D］.延吉：延邊大學(xué)，2007.

［13］陳慧哲，玄松南，王渭霞，等.丹東雜草稻種子的耐凍能力和低溫發(fā)芽特性研究［J］.中國(guó)水稻科學(xué)，2004，18（2）：109-112.

［14］孫世臣，洛育，張鳳鳴，等.黑龍江省雜草稻資源生物學(xué)性狀調(diào)查及利用策略分析［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（9）：88-91.

［15］武雯，張顧旭，陸爽，等.浦東新區(qū)雜草稻耐低溫發(fā)育特性的初步研究［J］.上海農(nóng)業(yè)科技，2012（2）：21-43.

［16］高男.東北稻區(qū)雜草稻苗期耐冷性研究［D］.沈陽(yáng)：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

［17］趙子成，李宏宇，魏玉光，等.黑龍江不同產(chǎn)量類型水稻品種穗部性狀的比較研究［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，26（5）：5-9.

Distribution and Effective Control of Weedy Rice in Northeast Region

Liu Xiu，Li Jian，Li Haisu，Wu Minggen
（College of Agronomy，Yanbian University，Yanji 133002）

According to the absorbency and cold tolerance of weedy rice seeds in the northeastern region，the causes of natural death during the wintering period in rice fields were analyzed，and the effectively technical measures were discussed.The weedy rice in northeastern region has the wavy phenomenon，and the main reason is the drying degree of paddy soil and tillage measures.The results showed that the authentic weedy rice seeds had no dormancy characteristics，and in the more precipitation years，the highly absorbent weedy rice seed could overwinter safely，and the agronomic measures to improve the moisture content of weedy rice seeds could effectively kill the falling weedy rice seeds in rice fields.

northeast paddy；weedy rice；distribution；seeds survive；control measures

S451.1

A

1002-2090（2015）02-0005-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2015.02.002

2014-09-28

吉林省世行貸款農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全項(xiàng)目（J14）。

劉秀（1989-），女，延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院2012級(jí)碩士研究生。

吳明根，男，教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail：5minggen@163.com。