东北稻区杂草稻分布与特征及其有效控制措施

刘秀，李俭，李海粟，吴明根

（延边大学农学院，延吉 133002）

东北稻区杂草稻分布与特征及其有效控制措施

刘秀，李俭，李海粟，吴明根

（延边大学农学院，延吉 133002）

针对东北稻区杂草稻种子的吸水性及耐冷性，分析了越冬期落粒于稻田的杂草稻种子的自然死亡原因，探讨了有效防除杂草稻的技术措施。东北稻区杂草稻出现波动现象，引起波动的主要客观原因在于越冬期稻田土壤干燥程度和耕翻措施。结果表明：东北稻区自生的杂草稻种子没有休眠特性；遇到降雨量多的年份，吸水的杂草稻种子不能安全越冬；东北稻区凡是采取提高杂草稻种子含水量的农艺措施，越冬期能够有效致死落粒于稻田的杂草稻种子。

东北稻区；杂草稻；分布；种子存活；控制措施

杂草稻是指在稻田间或稻田周围耕地里作为杂草类型而伴随栽培稻生长的水稻植株[1]，属于稻田恶性杂草[2]。目前为止，虽然对东北稻区发生的杂草稻起源、分类还没科学的定义，且对杂草稻发生历史没有准确的记载，但20世纪50年代东北稻区已经发生过杂草稻[3]，当时因其稻粒褐红色、易落粒故称之为“赤稻”或“落粒粳”[4]。东北稻区自生杂草稻种子的自然越冬能力“强于栽培稻、弱于稻田杂草类”，在生存对策上形成了独特的生态适应机制，从而形成了与稻田杂草类不同的栖息环境与分布特征、种群数量波动特征和种群共生关系特征等。

东北稻区有些稻区、有些年份杂草稻发生时，由于没有有效防除杂草稻的措施，严重影响了栽培稻的产量与质量。由于杂草稻对除草剂的耐感特性与栽培稻相似，目前为止无法化控，只能靠人工拔除[5]。以杂草稻与栽培稻的相似性、特异性特点和在东北地区含水量高的栽培稻种子不能安全越冬为依据，探讨了越冬期冻死落粒于稻田的杂草稻种子的农艺措施，为东北稻区杂草稻的防除提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试杂草稻来源杂草稻种子收集于东北稻区后在吉林龙井试验地扩繁供试。其中，黑龙江省13份，吉林1份、辽宁1份，栽培稻品种为吉粳81和吉粳88。

1.1.2 试验地区秋季降水量

表1 东北杂草稻发生区不同年度秋季降水量（单位：mm）Table 1Statistics of rainfall precipitation in autumn of weedy rice in northeast region（unit：mm）

1.2 方法

1.2.1 东北稻区杂草稻分布变化趋势调查

2013度为止，对东北稻区杂草稻发生稻田定点跟踪调查，记录了定点稻田杂草稻发现年份和消失年度。1.2.2东北稻区自生杂草稻种子休眠性测定

东北三省收集的杂草稻种子在吉林省龙井市试验地扩繁后种植，分别在抽穗后20～30 d、40～50 d和60～70 d取样作为发芽试验的供试材料，取100粒于至于垫滤纸的培养皿内，重复3次，在25℃培养箱中催芽，14 d后调查发芽率。当抽穗50 d后的种子发芽率低于80%时初步认为其有休眠特性[6]。

1.2.3 稻田不同处理对越冬种子的致死效果测定

分别在2010～2012年的三个秋季，将100粒杂草稻和栽培稻种子平铺在14 cm×24 cm的网袋中并放于黑龙江海林市（播种期：10月16～18日）、辽宁省东港市（播种期：10月30～31日）和吉林省龙井市（播种期：10月17～20日）稻田中，覆干土0.5 cm。设有干燥态土壤越冬（隔雨处理）、自然越冬、水层—冰层越冬处理，小区面积为10 m2，随机设计，重复3次。处理后定期分批取回处理种子，放入25℃恒温箱内，测定种子出苗率。对未发芽的种子以TTP种子活力检测法判断死活种子。

2 结果与分析

2.1 东北稻区杂草稻分布变化趋势

东港稻区杂草稻大发生期始于90年代[4]。1999年东港稻区是辽宁省杂草稻灾情最严重稻区，到2009年以后杂草稻分布规模、发生数量急剧减退，2011～2013年间，东港地区杂草稻已基本匿迹。但2013年调查发现辽宁省沈阳、铁岭、昌图部分稻田零星发生，目前辽宁稻区的杂草稻分布及发生密度由过去的东多西少转向西有东无的特征（见表2）。

表2 东北部分稻区杂草稻分布情况Table 2Distribution of weedy rice in northeast region

黑龙江省杂草稻发生始于1988年海林市海南乡稻田，此后扩散到鸡西、密山、虎林等牡丹江流域稻区；黑龙江省农垦牡丹江分局（黑龙江省东北部稻区）杂草稻大面积蔓延始于2003年。黑龙江省杂草稻突发性大发生源于外来引种[7]。目前，海林市海浪河流域轻型化农耕稻区仍多发生杂草稻，而采取深度秋翻的农垦稻区2011年开始基本消失匿迹（见表2）。

吉林省稻区杂草稻发生始于90年代末、主要集中在通化、延边等东部早熟稻区，而吉林主稻区的松花江流域只有个别稻田零星发生，但没有连续多年同一块稻田发生现象。2006年普查发现，2004年安图、敦化等地区发生杂草稻的稻区基本消失匿迹；2013年通化稻区辉发河流域和一统河流域个别稻田仍发生杂草稻（见表2）。

通过东北稻区杂草稻分布变化调查发现，近期东北稻区杂草稻进入了衰弱态势；过去杂草稻大发生的东部稻区杂草稻消失匿迹，灾情减弱，而以轻型化稻田农耕为主的、晚秋初冬降水量少中西部稻区，仍有杂草稻发生。调查结果说明，东北地区杂草稻种群不适宜越冬期多水环境，杂草稻的发生程度随前一年度的晚秋季节的降雨量、气温以及耕翻措施等变化而发生变化。稻田土壤轻型化耕翻和秋季稻田早断水是助长稻田杂草稻大发生主要原因；晚秋初冬降水量、气温决定翌年杂草稻发生程度，秋翻或秋灌可以冻死稻田落粒的杂草稻种子。

2.2 杂草稻种子休眠性及其自然死亡的内在原因分析

于抽穗后不同时间进行发芽率调查发现（见表3），抽穗后20～30 d的杂草稻种子虽然比栽培稻种子早成熟，但发芽率仍然低，说明种子未成熟。抽穗后40～50 d取样的杂草稻种子发芽率普遍高，除了辽宁省杂草稻和栽培稻以外，其他种子发芽率均在90%以上，说明大部分杂草稻种子已成熟。抽穗后60～70 d种子发芽率均高于90%。试验结果说明，杂草稻成熟比栽培稻早、快；通过抽穗后50～60 d种子的发芽率可鉴定其休眠性；东北稻区自生杂草稻种子与栽培稻一样无休眠特性，试验结果暗示在晚秋如果无休眠特性的杂草稻种子处于多湿环境，越冬后与栽培稻种子一样，导致种胚死亡。

表3 不同来源杂草稻种子成熟日期与发芽率Table 3Maturity dates and germination rates of weedy rice seeds from different sources

2.3 秋收后稻田不同处理对越冬种子的致死效果

试验结果（见表4），干燥态越冬的栽培稻与杂草稻种子发芽率仍保持80%以上（未发芽种子胚腐烂，TTP检测出无活力）；自然状态越冬的杂草稻和栽培稻种子随着越冬时间的增加，发芽率明显降低，但地区和年度之间有差异；在水层—冰层状态下，越冬的

栽培稻与杂草稻种子随着越冬时间的增加，发芽率降低幅度大于自然状态下，但地区和年度之间有差异。越冬后致死杂草稻种子效果，灌水处理好于自然状态，自然状态好于干燥状态；辽宁东港稻区好于黑龙江海林稻区；自然状态下，秋季降雨量多的年份好于少的年份；杂草稻种子的安全越冬性强于栽培稻。总之，在水层—冰层状态下，达到90%以上致死杂草稻种子的越冬期间，东港稻区为3个月，海林稻区为5个月（见表4、表5）。虽然不同地区在自然条件下种子致死速率有所不同，但东北稻区降水量多的年份或多湿稻田大约经过5个月越冬后，杂草稻种子死亡率达到95%以上。

表4 海林市秋季不同处理区种子安全越冬效果的影响Table 4Effects of seeds safety wintering in different treatments of autumn in Hailin

表5 东港市秋季不同处理区种子安全越冬效果的影响Table 5Effects of seeds safety wintering in different treatments of autumn in Donggang

3 讨论

东北稻区经历杂草稻出现、蔓延、大发生过程之后，近期进入衰弱态势。直至2010～2013年，除以轻型化稻田农耕为主的黑龙江省东部、吉林省东北部稻区和晚秋初冬降水量少的辽宁省中西部稻区以外，其余稻区杂草稻基本匿迹，灾情减少。近几年杂草稻发生量的减少与当地晚秋初冬降雨量和气温有关（见表1）。

杂草稻种子的休眠特性与其自生地方生态环境有关，一般南方地区，籼稻型杂草稻比粳稻型杂草稻休眠特性强[8-9]。种子休眠性是多基因控制的数量性

状，休眠基因是显性基因，栽培稻种子的无休眠性状是野生型演替过程中一种基因缺失的表现[10]。

杂草稻与共生栽培稻相比，一方面具有成熟早快、易落粒、无休眠、耐低温发芽特性，这些特性成为杂草稻种子越冬期能够自然死亡的内在原因；另一方面，杂草稻种子芒长、种皮细胞排列稠密而厚，种子吸水速率低于栽培稻[11-12]，这些特性成为杂草稻种子安全越冬能力比栽培稻种子强的内在原因[13-14]。当初秋落粒的杂草稻种子只要遇到适合的水分和温度条件，当年即可发芽而不可越冬；而处于多湿环境的种子能否安全越冬，取决于种子含水量、前期正积温和冷冻期负积温因子的组合效应[15]，至于致死杂草稻种子的含水量、温度阈值有待于精确测定；晚秋落粒的种子以干燥态进入冷冻期，当年可安全越冬，翌年大发生。虽然东北稻区稻田落粒的杂草稻种子耐寒性强于栽培稻[16-17]，但与稻田杂草类种子相比相对弱，特别是湿润环境中的安全越冬能力极弱，东北稻区稻田落粒的杂草稻种子只能以“干态”安全越冬，“湿态”不能安全越冬。

因此，从杂草稻种子“落粒”的野生特点和与栽培稻种子相似的“无休眠”和“湿种不能安全越冬”特点入手，力争在收后秋闲季节，创造不利于其安全越冬条件，控制其翌年再生，可达到有效防除目的。但目前，依然存在在引种或机械化收割过程中杂草稻通过种子流的传播途径，依然存在春季轻型耙地种稻稻田，导致了部分稻田零星地出现新的扩散问题，如果遇到秋季干旱年份，若不采取有效控制措施，杂草稻大发生现象会再次上演。

从控制措施的有效性、可行性考虑，如果是秋季断水早、土壤干燥、适宜机械作业的稻田，则宜采取秋翻埋种，提高越冬期杂草稻种子含水量而致死杂草稻种子；如果是地势低洼稻区、秋季稻田土壤积水或湿润稻田，不会跨年度连续大发生杂草稻；如果是秋季灌溉条件便利的稻区，可以灌溉泡田3天，也达到有效控制杂草稻翌年再发生。

4 结论

（1）东北稻区经历杂草稻出现、蔓延、大发生之后，近3年进入衰弱态势。

（2）引起东北稻区杂草稻发生量出现消涨现象的主要客观原因在于越冬期稻田土壤干燥程度和耕翻措施；秋翻埋种或秋季灌水等提高种子含水量的农艺措施，越冬期能够有效致死落粒于稻田的杂草稻种子；遇到降雨量多的年份，吸水的杂草稻种子不能安全越冬。

（3）东北稻区自生的杂草稻种子没有休眠特性。

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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

吉林省世行贷款农产品质量安全项目（J14）。

刘秀（1989-），女，延边大学农学院2012级硕士研究生。

吴明根，男，教授，硕士研究生导师，E-mail：5minggen@163.com。