不同生态条件下华抗草78水稻对杂草的干扰控制作用

对不同水稻叶龄、水层深度、水稻密度和保水时间条件下水稻对杂草控制效果进行研究.结果表明,具有化感特性的水稻品系华抗草78对稗草、鳢肠、异型莎草等杂草的抑制率显著优于无化感特性品种Lemont;华抗草78对0～1.5叶期稗草和0～0.3叶期异型莎草的控制效果优于1.5～2.4叶期稗草和0.8～2.0叶期异型莎草;移栽时叶龄与栽插密度互作有利于提高华抗草78对杂草的防效,并明显高于移栽时叶龄分别与水层深度和保水时间互作效应.适当提高水稻移栽时的叶龄、增加移栽密度可显著提高华抗草78对供试杂草的抑制率.     

不同作物轮作制度对土壤杂草种子库特征的影响

为明确不同作物轮作制度对杂草种子库特征的影响,比较研究了玉米-小麦(MW)、大豆-小麦(SW)轮作和原水稻-小麦(RW)轮作方式下杂草种子库的特征。结果表明,作物轮作显著影响杂草种子库的密度和种类组成,进行玉米-小麦或大豆-小麦轮作2年后,杂草种子库密度分别比稻麦轮作降低27．16％、44．44％。在原水稻-小麦轮作方式下,种子库中主要杂草为陌上菜、异型莎草、菵草、水苋菜、千金子等。玉米-小麦轮作使种子库中马唐、碎米莎草、飘拂草的相对优势度显著上升,鸭舌草、水苋菜、菵草的相对优势度显著下降。而在大豆-小麦轮作方式下,种子库中通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的相对优势度显著上升。玉米-小麦轮作种子库的物种多样性指数高于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮作。玉米-小麦与大豆-小麦轮作种子库的物种组成相似性较高。作物轮作影响杂草种子库密度和种类组成的机制,可能在于通过轮换种植不同的作物,提供了多样化的选择压,限制了某些对单一种植系统有着良好适应性的杂草种类的生长。     

长期不同施肥方式对稻油轮作制水稻田杂草群落的影响

为揭示长期不同施肥方式下农田生态系统中杂草群落的变化规律,于2006年10月在太湖地区一个长期肥料试验定位监测田,运用群落生态学方法研究了7种长期不同施肥处理持续20a后对水稻-油菜轮作制水稻田杂草群落的影响.试验区共记录到杂草11种,隶属于6个科.其中,节节菜(Rotala indica)、陌上菜(Lindernia procumbens)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、异型莎草(Cyperus difformis)等4种杂草在所有施肥处理区发生密度较大.莎草科杂草牛毛毡(Eleocharis yokoscensis)只在不施肥区和纯氮肥区出现,而球穗扁莎(Pycreus globosus)和萤蔺(Scirpus juncoides)仅在不施肥区出现.长期不同施肥措施下,田间杂草群落的物种多样性有明显差异:全年秸秆区的物种丰富度(7.3种)最小,不施肥区(10.7种)最大;不施肥区、常规区、秋季秸秆区Shannon-Wiener指数显著大于其他处理区;不施肥区和常规区Simpson指数显著小于其他处理区;不施肥区和纯氮肥区Pielou均匀度指数显著小于其他处理区.田间杂草群落的优势种组成也发生了一定变化, Whittaker指数表明,与不施肥处理相比,单施化肥、化肥配施猪粪对杂草群落结构及物种组成的影响最显著,化肥配施油菜秸秆和化肥配施油菜水稻秸秆次之,而纯施氮肥和化肥配施水稻秸秆的影响较小.Srensen群落相似性指数及聚类分析结果也得到相似的结论.结果表明,单施化肥(平衡施用N、P、K肥)、化肥配施猪粪、化肥配施夏季、秋季和全年秸秆处理均能显著改变田间杂草群落的组成,改变某些杂草在群落中的优势地位,从而抑制其发生危害程度.     

不同稻作方式对稻田杂草群落的影响

运用半试验与调查相结合的方法,以贵州省从江县传统农业区的糯稻和杂交稻为例,研究了在水稻单作（R）、稻-鱼（R-F）和稻-鱼-鸭（R-F-D）3种不同稻作方式下稻田杂草群落的特征.结果表明：糯稻在3种稻作方式下的抑制杂草能力均优于杂交稻;R-F-D显著降低了田间杂草的发生密度,对鸭舌草、节节菜等的抑制效果达到100%,总体抑制杂草效果显著优于其他稻作方式,杂草的物种丰富度及Shannon多样性指数显著降低,Pielou均匀度指数提高,表明群落物种组成发生了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生, 是一种较好的可达到抑制杂草效果的稻作方式.     

稻鸭共作及其它控草措施对稻田杂草群落的影响

运用群落生态学方法研究了稻鸭共作、人工除草、化学除草3种控草措施对稻田杂草群落特征的影响及其对田间杂草的控制作用.结果表明,稻鸭共作显著降低了田间杂草的发生密度,对稻田主要杂草鸭舌草(Monochoriavaginalis)、异型莎草(Cyperusdifformis)、矮慈姑(Sagittariapygmaea)的防效均达到95%以上,总体控草效果显著优于化学除草和人工除草.稻鸭共作使稻田杂草群落的物种丰富度及Shannon-Wiener多样性指数略有降低,但Pielou均匀度指数显著提高,表明群落物种组成有了很大的改变,降低了原来优势杂草的发生危害.在不同控草措施作用下,稻田杂草群落的结构组成也发生了一定的变化,稻鸭共作区群落组成为陌上菜(Linderniaprocumbens)+异型莎草+水虱草(Fimbristylismiliacea),Whittaker群落指数显著高于化学除草、人工除草及对照区,表明稻鸭共作对田间杂草群落结构影响较大.从Sorensen群落相似性指数及以其为距离测度指标的聚类分析结果中也可得到同样的结论.     

长期稻鸭共作对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响

2000~2003年连续4年研究了稻鸭共作条件下田间杂草群落的特征及其动态变化规律。结果表明,在长期稻鸭共作条件下,田间杂草密度逐年降低,下降趋势符合阻滞模型y=k+a·e^bx,模型参数b反映了杂草种群的下降速率。在稻田6种主要杂草中,水虱草(Fimbristylis miliaceae)、陌上菜(Lindernia procumbens)、丁香蓼(Ludwigia prostrata)种群数量降低较快,鸭舌草(Monochoria vaginalis)、异型莎草(Cyperus difformis)次之,稗(Echinochloa crusgalli)最慢。稻鸭共作使稻田杂草群落的物种多样性持续降低,群落均匀度提高,群落相似性与稻鸭共作前相比逐年降低。说明稻鸭共作改变了田间杂草的群落结构,有利于限制杂草的发生危害。随着稻鸭共作的连年进行,对田间杂草的控制效果逐渐上升,4年后达99%以上。稻鸭共作是稻田替代化学除草的一种非常有效的生物、生态控草措施,具有显著的经济和生态效益。     

不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响

华南地区高温季节从6月持续到10月,田间杂草危害严重,当前高温季节田间杂草群落发生格局相关的研究资料积累不足。因此在广州高温季节于标准化菜田通过田间杂草调查、小区控草试验和室内土壤培养,研究了杂草群落发生规律和菜田不同清园和土壤处理控草措施对田间杂草群落短期防效和后续影响。结果表明,试验田休耕50 d后,田间杂草群落中禾草类杂草种类较少但发生量明显占优,阔叶类杂草种类较多而危害总体较轻,莎草类杂草种类较少,发生量与阔叶草相当;牛筋草(Eleusine indica)呈现明显的单优势,光头稗(Echinochloa colona)、千金子(Leptochloa chinensis)、碎米莎草(Cyperus iria)、草龙(Ludwigia hyssopifolia)等的盖度也较高。休耕后取田间土壤在不同温度条件下培养的结果亦表明,高温促进禾草类杂草的出苗和幼苗生长(尤其是40℃/35℃)而15℃恒温培养14 d几乎仅有阔叶类杂草出苗。不同控草措施处理的田间试验结果表明,百草枯处理(900 g a.i./hm~2)后阔叶类杂草总盖度上升的趋势被扭转为禾草类杂草持续占优势;喷施百草枯并铲草处理30 d后杂草盖度即恢复至60%以上,而配合喷施丁草胺(1350 ga.i./hm~2)、乙草胺(750 ga.i./hm~2)、精异丙甲草胺(750 ga.i./hm~2)或二甲戊灵(600 ga.i./hm~2)进行土壤处理30 d后可使杂草盖度与仅喷施百草枯处理分别下降72.9%、84.6%、83.9%和77.5%;土壤处理前配合浅翻耕可明显提升控草效果。典范对应分析(CCA)结果表明,控草处理70d后,百草枯、铲草和翻耕处理均对试验田间杂草群落结构具有显著影响(P0.01),田间各主要杂草在CCA排序图中明显分为两个类群:1)光头稗、牛筋草、千金子、马唐(Digitaria sanguinalis)、水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps);2)草龙、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶类杂草和碎米莎草。     

金华地区秋旱作物田杂草生态相似关系研究

对浙江金华地区秋旱作物田１７个样点的杂草优势度等级进行了七级目测调查,计测了２２种主要杂草的生态位宽度和生态位重叠值,作出了反映它们间生态学相似程度的最小生成树。结果表明,马唐Ｄｉｇｉｔａｒｉａ ｓａｎｇｕｉｎａｌｉｓ、狗尾草Ｓｔｅａｒｉａ ｖｉｒｉｄｉｓ、千金子Ｌｅｐｔｏｃｈｌｏａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ、碎花莎草Ｃｙｐｅｒｕｓ ｉｒｉａ、牛筋草Ｅｌｅｕｓｉｎｅ ｉｎｄｉｃａ、石胡荽Ｃｅｎｔｉｐｅｄ     

水稻覆膜处理对稻田杂草多样性的影响

地膜水稻作为一种新的水稻种植方式, 在我国丘陵和山区水稻生产中具有明显的增产效果。地膜稻田中杂草作为重要的有害生物, 有关其群落组成及多样性的报道不多。为了明确地膜稻田杂草的种类、发生密度、优势种及群落多样性, 我们设计了地膜和常规种植两类不同种植模式稻田, 在田间杂草营养生长盛期, 抽样调查了两类稻田中杂草密度、发生程度及生物多样性指数等。结果表明: 地膜稻田和常规稻田杂草种类分别有8科12属12种和10科14属14种。其中常规稻田的马齿苋(Portulaca oleracea)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、拟金茅(Eulaliopsis binata) 和四叶萍(Marsilea quadrifolia) 等在地膜稻田不发生或仅偶有发生, 覆膜稻田中杂草总密度显著降低。异型莎草(Cyperus difformis)和酢浆草(Oxalis corniculata)在两种种植模式田均为优势种, 其相对密度分别为10.29–49.26%和11.91–45.59%, 且地膜稻田的密度均显著低于常规稻田; 而马唐(Digitaria sanguinalis)和水莎草(Juncellus serotinus)仅为地膜稻田的优势种, 其相对密度分别为18.01–30.46%和17.22–23.97%。除个别调查时间外, 两种种植模式稻田杂草群落的Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数无显著差异; 而在整个调查期间, 地膜稻田的Pielou均匀度指数均显著高于常规稻田。由此可见, 地膜水稻种植模式不仅对稻田常见杂草和优势种杂草有一定的控制作用, 而且也使整个杂草群落处于一个稳定水平, 避免了一些杂草的暴发, 这对水稻生产过程中的草害控制具有重要的意义。     

水深梯度对钝脊眼子菜生长和繁殖的影响

水深是影响湿地植物生长和分布的一个重要限制性因子,该研究以具有典型异型叶性的钝脊眼子菜(Potamogeton octandrus)为对象,通过分析浅水处理(10 cm和30 cm)和深水处理(50 cm和70 cm) 4个水深梯度下幼苗生长、生物量及繁殖策略等,探讨钝脊眼子菜在不同水深条件下的适应机制和表型可塑性。结果表明,钝脊眼子菜植株到达水面后出现异型叶,相对生长率显著降低,且与水深梯度呈正相关。钝脊眼子菜的株高随着水深的增加呈现爆发式的增长,10 cm水深的总茎长显著低于其他水深处理。水深对节间数也有显著性影响,其中,30 cm组处理节间数最多;而深水处理组的节间长和生物量均显著高于浅水处理组。分蘖数在4组处理之间均表现出显著性差异,随着水深的增加呈现显著性递减。生物量和地上生物量分配则随着水深增加而明显增加。水深处理对有性生殖指标有显著性影响,水深的增加抑制其有性繁殖。其中,10 cm条件下无花序形成,50 cm水深下的花粉量、P/O比和花序数显著高于其他处理组,且深水处理的结实数和结实率均显著高于30 cm组。这表明钝脊眼子菜可通过调整形态可塑性和生物量分配,并采取不同的繁殖策略,以达到对水深的最佳适应,其中最适水深生长范围在50 cm左右。     

Interference of allelopathic rice with paddy weeds at the root level

• Despite increasing knowledge of the involvement of allelopathy in negative interactions among plants, relatively little is known about its action at the root level. This study aims to enhance understanding of interactions of roots between a crop and associated weeds via allelopathy.
• Based on a series of experiments with window rhizoboxes and root segregation methods, we examined root placement patterns and root interactions between allelopathic rice and major paddy weeds Cyperus difformis, Echinochloa crus‐galli, Eclipta prostrata, Leptochloa chinensis and Oryza sativa (weedy rice).
• Allelopathic rice inhibited growth of paddy weed roots more than shoots regardless of species. Furthermore, allelopathic rice significantly reduced total root length, total root area, maximum root width and maximum root depth of paddy weeds, while the weeds adjusted horizontal and vertical placement of their roots in response to the presence of allelopathic rice. With the exception of O. sativa (weedy rice), root growth of weeds avoided expanding towards allelopathic rice. Compared with root contact, root segregation significantly increased inhibition of E. crus‐galli, E. prostrata and L. chinensis through an increase in rice allelochemicals. In particular, their root exudates induced production of rice allelochemicals. However, similar results were not observed in C. difformis and O. sativa (weedy rice) with either root segregation or root exudate application.
• The results demonstrate that allelopathic rice interferes with paddy weeds by altering root placement patterns and root interactions. This is the first case of a root behavioural strategy in crop–weed allelopathic interaction.

     

Two compounds from allelopathic rice accession and their inhibitory activity on weeds and fungal pathogens

A flavone (5,7,4'-trihydroxy-3',5'-dimethoxyflavone), a cyclohexenone (3-isopropyl-5-acetoxycyclohexene-2-one-1) and a liquid mixture of low polarity, containing long-chain and cyclic hydrocarbons, were isolated from leaves of allelopathic rice accession PI 312777 using column chromatography. Their structures and constituents were identified by means of HR-MS, NMR and GC/MS analyses, respectively. Bioassays showed that both the flavone and cyclohexenone significantly inhibited the growth of weeds Echinochloa crus-galli, Cyperus difformis and Cyperus iris, and the spore germination of fungal pathogens Pyricularia oryzae and Rhizoctonia solani at all tested concentrations. Moreover, the combination of the inactive mixture of low polarity and the active flavone or cyclohexenone significantly enhanced the inhibitory activities on weed growth. In addition, the two compounds and the mixture of low polarity from the leaves of PI312777 did not inhibit the rice growth at the same concentrations. It was also established that both compounds could be released into the soil, and was especially induced by E. crus-galli. The results suggest that 5,7,4'-trihydroxy-3',5'-dimethoxyflavone and 3-isopropyl- 5-acetoxycyclohexene-2-one-1 may act as allelochemicals participating in the defense of rice against weeds and pathogens.     

化感作用水稻对无芒稗及相关田间杂草的抑制作用评价

对从500份水稻种质资源中用差时播种共培法的改进方法初步筛选出10份水稻化感抑稗材料进行了田间化感抑草评价研究.结果表明,在直播条件下,化感材料谷梅2号、吓一跳、鸡早籼、赣早籼和商糯1号等对无芒稗的抑制作用显著优于水稻无化感作用材料秀水63和春江11.化感材料Milyang54对田间总量杂草的抑制作用最强.在移栽条件下,化感材料谷梅2号、青困2号、吓一跳和鸡早籼对无芒稗的抑制作用与无化感作用材料秀水63和春江11差异及显著性水平.水稻材料间部分农艺性状差异及显著性水平,化感材料吓一跳和鸡早籼的株高较高,分蘖力较强,但顶三叶叶面积较小.     

水稻品种化感潜力的双重评价与筛选

以初筛获得的7份水稻品种为材料,用特征次生物质标记法在HPLC上测定化感指数AI值并结合田间小区试验进行双重评价与筛选,得到3份既具高化感指数又具较高田间抗草活性的水稻化感品种(系),它们是:我国台湾品种I-Kung-Pao、Parahainakoru和大陆品种HB-1。它们对无芒稗根长抑制率分别达57%、64%、55%,均超过50%;其化感指数分别是0.61、0.56、0.59,均与美国化感潜力品种PI312777的化感指数0.59相近;结果表明,水稻品种I-Kung-Pao、Parahainakoru和HB-1是我国宝贵的化感品种资源。     

连续单一除草剂应用情况下的转基因直播稻田杂草群落动态

【背景】转基因抗除草剂水稻种植将导致连年连续使用单一目标除草剂,势必会影响杂草群落结构的变化,但其变化规律至今还不十分明确。【方法】于2011~2013年,连续3年在直播种植抗草铵膦转基因Bar68-1水稻田中,使用灭生性除草剂草铵膦,持续观察期间杂草群落结构变化,并与常规选择性除草剂丙草胺—苄嘧磺隆（丙·苄）的应用情况进行对比,以揭示由于种植转基因抗除草剂水稻而使用单一除草剂对稻田杂草群落结构的影响。【结果】草铵膦和丙·苄连续使用后,杂草的物种丰富度和总杂草密度均逐年显著降低。随草铵膦使用年限增加,控草效果持续提高并达到优良水平,而常规选择性除草剂丙·苄的长期使用,致使多年生杂草双穗雀稗演替为群落的优势种,杂草密度呈逐年增加的趋势,导致生物多样性指数显著降低。【结论与意义】抗除草剂转基因水稻种植,在抗性杂草演化之前,不会因单一灭生性除草剂的应用而导致杂草群落迅速朝不良方向演替。长期的群落演替还需要进一步研究观察。     

华南双季稻区早稻收割和晚稻移栽对褐飞虱种群动态的影响

为了阐明华南双季稻区早稻收割和晚稻移栽对褐飞虱种群动态的影响,2011年在韶关市采用田间调查与卵巢解剖的方法研究了双季早稻、双季晚稻、田埂杂草上褐飞虱的种群动态及虫源性质。结果表明:早稻收割后,早稻上大量的褐飞虱1～2龄若虫被淘汰,3龄以上若虫及成虫不断转移扩散致使附近晚稻秧田和杂草上褐飞虱虫量突增;晚稻移栽之后,杂草及晚稻秧田的褐飞虱又向新插秧的晚稻进行转移,但成为有效虫源的虫量较少,因此,早稻收割和晚稻移栽对褐飞虱种群动态造成了极为不利的影响,晚稻秧田和田埂杂草可作为褐飞虱转移过程中的流动栖息场所,在褐飞虱虫量转移中起着一定的作用。     

转基因水稻外源基因向近缘种群漂流和渐渗的研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,我国有8亿以上的人口以稻米作为主食。但在水稻生产中,由于病、虫、草害及不良气候等逆境因子的影响,严重制约了水稻的高产、稳产。转基因生物技术的迅速发展,为水稻抗性育种提供了新途径。自20世纪80年代以来,我国全方位地开展了转基因水稻的研发,目前已经培育出大量的抗病、抗虫、抗除草剂和抗逆的转基因水稻品种,这将为提高我国水稻的生产力和确保粮食安全做出重要的贡献。但转基因水稻的基因漂流及其可能带来的生物安全问题备受关注。已有报道证明,外源转基因可以通过异交向非转基因品种和野生近缘种漂流。在不同的试验条件下,抗除草剂基因有0．05％-0．53％逃逸的可能,其向不育系的最大漂移频率可达4．518％。抗虫基因向相邻非转基因水稻的平均漂移频率最高为0．875％。因此,本文对水稻与其近缘野生种的杂交情况,转基因水稻外源基因向非转基因品种、野生近缘种以及野生非近缘种的漂流和渐渗及其潜在的生态环境风险等方面进行了简要分析,并对转基因水稻的发展进行了展望,以期为转基因水稻的安全应用提供参考。