栽培措施对杂草稻生长及其与栽培稻竞争的影响研究

摘要

杂草稻（Oryza sativa f.spontane）是与栽培稻伴生的最重要的一种杂草，目前已经成为广泛分布在世界各地稻田中的一种恶性杂草，它不但与栽培水稻竞争各种生长资源从而降低水稻的产量，而且红色杂草稻米粒混入稻米中降低了稻米的商品价值，已成为东南亚、美洲及欧洲地区水稻产量损失的最主要的杂草因素。近年来，随着我国现代农业轻型耕作制度的推广，特别是我国南方旱直播、水直播和麦茬稻面积的扩大，在部分水稻栽培区杂草稻的发生量逐年增加，已对我国水稻生产造成了严重危害，并且有进一步扩散蔓延的趋势。为了验证栽培措施改变是否是导致杂草稻发生危害加重的主因，以便为杂草稻的综合防治提供科学依据，本研究在室内测定了15个杂草稻种群在不同土层和水层深度下的出苗情况；不同栽培措施下，3个密度丹东杂草稻对其自身以及栽培水稻生长的影响；以及不同栽培措施下丹东杂草稻种群自生苗对栽培稻生长的影响。研究结果如下：
　　 土层深度、水层深度对杂草稻出苗影响的研究表明：在土壤湿润情况下，大多数杂草稻种群在土壤中的深度3cm时均表现出较低的出苗率；在淹水条件下2cm土层深度下几乎不出苗。无论是在湿润还是淹水情况下，所有供试杂草稻种群的出苗率都随土层深度的增加呈下降的趋势，不同种群杂草稻对土层深度的反应并不完全一致，在湿润条件下，15个种群中铁岭、沈阳和丹东三个种群的出苗率受土层深度的影响较小，在3cm土层深度下出苗率仍然高达50％以上，在淹水条件下，虽然这三个杂草稻种群出苗受到了很大影响，但仍然保持了相对较高的出苗率，达10％以上。从以上结果可以看出杂草稻种子在土壤中的深度能显著影响杂草稻的出苗率，因此深耕能降低对土层深度敏感的杂草稻萌发从而降低对栽培水稻的危害。淹水能显著降低供试杂草稻的萌发率，但对不同杂草稻的影响不完全相同。金华、泰州、徐州和黑龙江种群的出苗率受水层深度的影响相对较小，出苗率下降幅度低于30％，而芜湖、沈阳、扬州、铁岭、丹东、武汉和益阳种群出苗率受水层深度的影响相对较大，出苗率下降幅度超过了40％左右。因此在水稻种植前保持一定深度的水层能显著降低杂草稻的出苗率。
　　 栽培措施对杂草稻和栽培稻生长的影响研究发现：无论何种杂草稻密度，移栽措施下，杂草稻均表现较低的成苗率，较矮的株高，较少的分蘖数、有效穗数和每穗粒数，较短的穗长，较轻的地上部分干生物量和较少的种子产生量；同时栽培稻的成苗率、株高、剑叶长宽、剑叶面积、地上部分干生物量以及产量等均没有受到显著影响。这说明移栽不仅对杂草稻的发生具有相对较好的抑制效果，使得杂草稻种子产生量仅为19.78kg/667m2，同时能够在杂草稻干扰的情形下保证水稻产量，达到233.11kg/667m2。旱直播虽然对杂草稻出苗率影响较小，但其对杂草稻分蘖数、有效穗数和干生物量有着较水直播显著的抑制作用，从而影响了杂草稻的发生量。但是由于杂草稻密度较高，杂草稻与栽培稻间对空间和养分的激烈争夺，造成栽培稻剑叶面积、分蘖、有效穗数和地上部分干生物量的严重降低，对栽培稻的产量也造成了严重损失，使得栽培稻产量较移栽下降了67.41 kg/667m2。水直播对杂草稻出苗抑制作用要明显优于旱直播，使得杂草稻出苗率较旱直播下降9.14％，但是水直播对杂草稻出苗后的生长发育却无法起到抑制作用，使得杂草稻发生量较大，达到81.29 kg/667m2。由于水直播栽培稻播种密度较低，使其产量也相对旱直播要低43.71 kg/667m2。
　　 杂草稻密度对杂草稻和栽培稻生长的影响研究发现，随着杂草稻密度的增大，其对自身种群的影响主要表现为个体地上部分干生物量显著降低和抽穗时间的推迟，而对自身种群的成苗率、株高、剑叶长宽、剑叶面积、分蘖数、有效穗数、穗长、每穗饱粒数、每穗总粒数、千粒重等指标并没有产生显著的影响；其对栽培稻的影响主要表现在栽培稻剑叶宽、分蘖数、有效穗数、地上部分干生物量、穗长、每穗饱粒数、每穗总粒数、千粒重和实际产量等方面随着杂草稻密度的增加而逐渐降低。杂草稻密度的增加也对栽培稻产生了严重影响，不仅降低了栽培稻成苗率、剑叶面积、分蘖数、有效穗数、地上部分干生物量等生长指标，还影响了栽培稻产量等指标，其中密度Ⅲ下降尤为明显，使栽培稻成苗率、剑叶面积、分蘖数、有效穗数、地上部分干生物量、穗长、每穗饱粒数、每穗总粒数、千粒重和实际产量分别较CK下降6.81％，4.07cm2，2.34个/株，2.34个/株，61.76g/5株，2.88cm，52.83粒，52.33粒，1.43g，181.32 kg/667m2。
　　 不同栽培措施下杂草稻自生苗对水稻生长的影响结果表明，供试杂草稻能够安全度过南京地区的严冬，在次年田间环境条件适宜的情况下能够萌发生长。但是由于在越冬过程中大量的霉变坏死、动物的啃食、栽培稻种植前自生苗的清除以及后续耕作等原因，使得移栽措施下已经没有杂草稻的苗，直播条件下发生量也较少，水直播的平均发生量是10.08株/小区，旱直播是9.42株/小区。杂草稻少量的发生没有对栽培稻产量产生明显的影响，水直播和旱直播分别达到了478 kg/667m2以上和453kg/667m2以上，移栽达到了628 kg/667m2以上。这说明在经历了田块休闲、低温越冬以及次年的栽培耕作后，虽然供试杂草稻生长发育受到了一定的影响，但其仍然能够繁衍生息产生后代，从而落入土壤当中可能对下一年的水稻生产造成危害。
　　 综合以上研究，移栽措施是对杂草稻控制效果最好的方法，不仅显著减少杂草稻发生量，而且能够在杂草稻干扰的情形下保证水稻产量，确保了丰收。水直播措施相对干旱直播措施对杂草稻出苗抑制效果较好，但对杂草稻出苗后的生长和结实无明显影响，且由于其栽培稻播种密度比旱直播要低，使得其栽培稻产量与旱直播相当或者较低；旱直播虽然在本研究中表现出较水直播高的产量，但是其对杂草稻出苗控制不好，很容易在实际生产中造成单位面积的植株密度过高，导致水稻倒伏，从而严重影响产量。综合考虑各方面因素，我们可以考虑采用直播和移栽轮换的方式进行水稻种植，耗竭杂草稻种子库减轻危害。其中可以考虑在杂草稻发生量较严重的田块使用移栽措施；在杂草稻发生量较中等的田块使用水直播措施，并且适当提高栽培稻播种量；在杂草稻发生量较少的田块使用旱直播措施，从而使成本和收益达到平衡。

目录

文摘

英文文摘

引 言

第一章 文献综述

1.1 杂草稻的概念

1.2 杂草稻的起源及其分布

1.2.1 杂草稻的起源

1.2.2 杂草稻的分布

1.3 杂草稻的生物、生态学

1.4 杂草稻的危害和控制措施

1.4.1 杂草稻的危害

1.4.2 杂草稻控制措施

第二章 土层和水层深度对杂草稻出苗的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 试验设计及方法

2.1.3 数据的统计与分析

2.2 结果与分析

2.2.1 湿润和淹水条件下土层深度对杂草稻出苗的影响

2.2.2 土层深度对不同种群杂草稻出苗的影响比较

2.2.3 淹水深度对杂草稻出苗的影响

2.3 结论与讨论

第三章 栽培措施对杂草稻和栽培稻生长的影响

第一节 栽培措施对杂草稻生长的影响

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

第二节 栽培措施对栽培稻生长的影响

3.3 材料与方法

3.4 结果与分析

第三节 栽培措施下杂草稻自生苗对水稻生长的影响

3.5 材料与方法

3.6 结果与分析

3.7 结论与讨论

全文总结及创新点

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表和待发表的论文

致 谢