随着直播技术和免耕方式的推广，杂草稻（weedyrice，OryzasativaL.f.spontanea）对水稻的危害越来越大，目前已成为世界水稻生产中一种恶性杂草类型。2007年联合国粮农组织（FoodandAgricultureOrganization，FAO）已将杂草稻列为世界稻田中第三大草。近年来，杂草稻在中国的危害也愈演愈烈，江苏省则是杂草稻发生最严重的地区之一。由于杂草稻分布广泛，类型多样，在实际的农业生产实践中，杂草稻难以识别，给防除带来很大困难。杂草稻对水稻造成严重危害，主要是因为杂草稻在竞争中所处的优势地位。但决定杂草稻竞争力的机制尚不十分明了。本文于2009-2012年采集了中国东北、华东、华南等稻区的杂草稻，进行了整理和种植，对其植物学特性进行了研究，利用收集到的部分典型的杂草稻、栽培稻，从形态、叶片的解剖结构和光合生理、叶绿素荧光动力等生理生化指标以及产量等方面研究了它们的之间的大田竞争能力、苗期生长生理特性，以及叶片结构与它们净光合速率的相关性等。为研究杂草稻与栽培稻的竞争关系，探讨杂草稻的强竞争力机制，为更好地综合防除杂草稻提供理论依据。研究主要结果如下:　　1.江苏省杂草稻植物学性状多样性研究。江苏是我国杂草稻发生最为严重的地区之一，为明确该省杂草稻的识别特征和类型，我们在全省13市62个样点采集了248份杂草稻样品，与当地栽培稻品种一并在南京种植，观察了营养生长和生殖生长的23个性状。结果表明，杂草稻的60天分蘖数，分蘖角，芒长，落粒率都显著大于栽培稻;结实率、千粒重显著低于栽培稻，另外，杂草稻的芒色，谷壳色，颖果色与栽培稻也有显著差异，它们的生育期一般也要短于栽培稻。采用欧氏距离对杂草稻进行分层聚类，将这些杂草稻种群分成三类，分别具有以下突出特点:第一类为粳型杂草稻，株高较矮，30天分蘖较少，剑叶短而窄，剑叶面积小，穗子短，芒无色，子粒短而厚，千粒重较大，始穗期晚，晚熟，落粒性差，结实率高。第二类为高秆籼型的杂草稻，株高较高，30天分蘖较多，分蘖角度较大，剑叶长而宽，剑叶面积大，穗子长，子粒长而薄，芒色、谷壳和颖果颜色深，芒短，早熟。第三类为矮秆籼型的杂草稻，60天分蘖较多，芒较长，落粒性强，粒子窄，千粒重较小，结实率低等。本文还采用程氏指数法对江苏杂草稻进行了籼粳分类，结果表明，江苏省杂草稻大都为籼型或偏籼型。上述杂草稻的形态学指标和类型的研究将为江苏省开展杂草稻危害防治工作提供理论依据。　　2.不同基因型杂草稻与栽培稻竞争力的比较研究。杂草稻对水稻造成严重危害，杂草稻在与水稻竞争中所处的优势地位是导致危害的直接因素，为了探究杂草稻优于栽培水稻的生长竞争能力的因素，本实验采用替代试验设计的方法，选择6个采自东北、华东、华南地区的杂草稻种群，每个地区各选遗传多样性大小不同的2个种群，与1种栽培稻按照6个混种比例进行混种比较试验，分别测定杂草稻和栽培稻的45天和85天株高和分蘖、剑叶面积、产量构成因素以及小区产量等指标，并结合杂草稻取样时的种群纬度以及杂草稻的遗传多样性指数进行综合分析杂草稻对栽培稻生长和产量的影响。结果表明:(1)在水稻生长前期，所有类型杂草稻的株高和分蘖较之栽培稻均表现出明显的生长优势，华南的种群在整个生长季节表现出对栽培稻生长和产量的影响，而东北地区的主要在前期，华东地区则主要集中在后期;(2)随着杂草稻的混种密度的增大，栽培稻的株高、分蘖、剑叶面积、产量构成因子、干生物量以及产量都显著降低。并且在每个有杂草稻的混种比例下，都能显著影响栽培稻的生长和产量。(3)杂草稻遗传多样性的香农指数越高对栽培稻的生长和产量影响越大。总之，杂草稻和栽培稻之间的竞争与杂草稻种群纬度、混种密度以及遗传多样性指数显著相关。　　3.杂草稻苗期生长特征决定了与栽培稻竞争中处于优势地位的基础。杂草稻在幼苗期杂草稻的优势已经很明显了，为了探究杂草稻幼苗期优于栽培稻的生长竞争能力的内在因素，本实验分别选取采自东北、华东、华南的各2个不同的杂草稻种群，以粳型、籼型栽培稻镇稻8号和汕优63作为对照，在同质园种植条件下，分别观察测定了各个种群的谷粒特性、幼苗出土时间，株高、叶长宽、叶披散度、根长、根数、幼苗的光合参数、光合色素含量、叶绿素荧光动力参数以及地上部生物量等指标，并综合分析了幼苗生长情况与其他各个形态指标和生理指标之间的相关性。结果表明:杂草稻幼苗期生长迅速，株高和生物量都显著高于栽培稻镇稻8号和汕优63。在播种12和18天后，株高的优势主要与各个种群的幼苗出土时间紧密相关;播种24天后，杂草稻的株高和生物量显著大于镇稻8号和汕优63，主要与杂草稻的千粒重，幼苗出土时间，根长，根数，叶面积及叶子的披散度，叶绿素含量，叶绿素荧光动力及光合作用能力显著相关。杂草稻从12天到24天的生长速度也显著大于栽培稻，并与遗传多样性指数、粒厚、千粒重、净光合速率Pn、气孔导度Cond显著正相关;与种群纬度等显著负相关。显然，杂草稻苗期的光合生理优势是导致其形态优势，从而确立幼苗期强竞争力的生理基础，最终使杂草稻对栽培稻的生产造成了极大的危害。　　4.杂草稻和栽培稻的净光合速率与叶片结构的相关性研究。杂草稻对栽培稻造成严重危害，为了探究杂草稻叶片结构与其强竞争力的内在因素。在同质园种植条件下，分别观察测定了各个种群倒数第一全展叶的主脉的维管束长宽，维管束数目，中央泡状细胞长宽、中央大气腔的大小，叶片表皮气孔的大小和气孔的密度，以及叶片的净光合速率和气孔导度等生理指标，并综合分析了幼苗叶片结构和光合生理指标之间的相关性。结果表明:(1)杂草稻幼苗期生长迅速，维管束长宽、维管束数目，中央泡状细胞长宽、中央大气腔、气孔长宽及气孔密度都显著大于栽培稻镇稻8号或汕优63。(2)由相关分析可知，杂草稻叶片的净光合速率和气孔导度与叶片主脉的宽度，维管束大小，维管束数目，中央泡状细胞大小、气腔的大小以及叶片气孔的密度显著正相关，同时也与遗传多样性指数呈正相关，与种群的纬度呈负相关。由此可知，杂草稻叶片的结构特征也为杂草稻较强的净光合速率提供了解剖学基础，从而确立幼苗期强竞争力的生理基础，最终使杂草稻对栽培稻的生产造成了极大的危害。因此，建议杂草稻的防除应该从幼苗期开始。也为更好地防除杂草稻提供理论依据。