1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
杂草稻分布范围广且具有种群多样性，竞争能力比栽培稻强，与栽培稻竞争光照、水分、养分等资源，从而降低栽培稻的产量，且由于杂草稻米粒常混入栽培稻中而降低稻米商品价值，已成为世界范围内水稻田最主要危害性杂草之一[1-2]。近年来，随着旱直播、水直播和麦茬稻面积的扩大，杂草稻在辽宁、吉林、黑龙江、江苏、海南等［3-4］地又频繁被发现，并有继续蔓延的趋势，特别是在江苏稻区的直播稻田中，其己经成为危害严重的恶性杂草。
已有研究结果表明，1m2 10 ～ 20 株杂草稻可导致水稻产量降低50%［5］，1m2 24 株杂草稻可导致水稻产量下降75% ［6］。另外，不同地区杂草稻因来源、种类及生物学特性差异，对水稻产量的影响也不相同。如温广月等报道，当杂草稻密度达1 m2 7 株时可导致水稻产量损失50%以上，杂草稻密度达到1 m2 12 株时水稻产量损失可高达72. 29%［7］。目前，国内有关杂草稻对栽培稻产量影响的研究多集中在对其生长发育、根系形态特征］以及群体微生态环境］等方面，而对杂草稻和栽培稻之间竞争的相关生理机制的探讨较少。根据现有的研究结果来看，杂草稻的竞争导致栽培稻的产量下降，且下降程度与杂草稻密度相关，导致产量降低的内在生理机制可能由于杂草稻竞争不利于栽培稻光合作用、根系活动所导致的[8-9]。
若能弄清杂草稻竞争胁迫对栽培稻产生危害的生理机制，有助于找到降低杂草稻危害的方法降低杂草稻危害，为有效降低杂草稻危害提供理论依据。
2. 研究的基本内容和问题
本试验试图研究不同密度条件下的杂草稻对栽培稻产量、根系生理及光合生理特性的影响，并从根系生理和光合生理的角度探讨杂草稻对栽培稻产量影响的内在机制，为有效降低杂草稻危害提供理论依据。
3. 研究的方法与方案
研究方法：参照李博（李博.作物与杂草相互作用的实验研究.2001）的方法设计水稻田。采用随机区组排列，设4个杂草稻密度: 分别为4,8,12,16株m- 2,不插植杂草稻的为对照, 杂草稻和栽培稻混合插植，各处理重复4次。
技术路线：
浸种 |
播种 |
覆土 |
拔节期 |
定苗 |
在拔节期、抽穗期和灌浆期分别测定株高、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合参数、根系活力和根系伤流液 |
灌浆期 |
成熟期 |
抽穗期 |
测定产量、每穗粒数、结实率和千粒重等指标 |
实验方案：
1.水稻株高的测定
分别在拔节期、抽穗期、灌浆中期选有代表性的植株20穴，测量每穴的最高穗长度，从茎基部至穗顶部（不连芒）。
2.水稻叶片叶绿素的测定
分别于水稻拔节期、抽穗期和灌浆期，选择长势均匀的水稻植株，每小区随机取10株，用SPAD-502便携式叶绿素计（日本美能达公司）测定水稻最新全展叶，每处理重复4次。
3.光合参数的测定分别于水稻拔节期、抽穗期和灌浆期使用LI-6400便携式红外气体分析仪（美国公司）于晴朗天气的上午9：00-11:30测定水稻最新全展叶净光合速率，各处理重复测定6张叶片。4.根系活力的测定 分别于水稻拔节期、抽穗期和灌浆期各处理取代表性植株挖根10穴，装于70目的筛网袋中，先用流水冲洗，然后用农用压缩喷雾器将根冲洗干净，按章骏德方法测定根系活力[9]，处理重复3次。5.根系伤流液的测定 分别于水稻拔节期、抽穗期和灌浆期各处理取代表性植株10株，将水稻距地面10cm剪断，将称好的脱脂棉放入剪断处，12h后，称重。计算每小时伤流量（mg/h），处理重复5次。
6.叶绿素荧光参数的测定
分别于水稻拔节期、抽穗期，选择各处理长势均匀的水稻植株10株，于每次测定光合参数后，每处理随机取6张长势一致的水稻顶2叶（拔节期）、剑叶（抽穗期），于暗室内暗处理30min后用FMS-2 便携式脉冲调制式荧光仪（英国汉莎科学仪器公司）测定叶片叶绿素荧光参数，处理重复4次。各叶绿素荧光参数计算公式如下：
PSⅡ的最大光化学效率：Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm
开放的 PS II 反应中心的激发能捕获效率：Fv′/Fm′=（Fm′-Fo′）/Fm′
PSⅡ的实际量子效率：ФPSⅡ=（Fm′-Fs）/Fm′
7.考种、计产 收获前去除杂草稻。于成熟期每个小区取10穴水稻考种，主要测定每穗粒数、结实率和千粒重等指标。考种植株取样后，去除四周保护行，每个小区单独收获，脱粒自然风干称量后，加上10穴考种植株产量，计算小区产量。
可行性分析：
实验所在地-江苏省农科院，设备完善，科研实力雄厚，能满足本实验一切需求，且植物保护研究所的李贵老师，王晓琳老师具有多年研究杂草稻和栽培稻的经验，能够给予我指导和帮助，实验设计参照李博（李博.作物与杂草相互作用的实验研究.2001）的方法设计水稻田，科学有效。综上，本试验可行性很高。
4. 研究创新点
目前，国内有关杂草稻对栽培稻产量影响的研究多集中在对其生长发育、根系形态特征以及群体微生态环境等方面，而对杂草稻和栽培稻之间竞争的相关生理机制的探讨较少。本试验试图研究不同密度条件下的杂草稻对栽培稻产量及光合生理特性的影响，并从光合生理和根系生理的角度探讨杂草稻对栽培稻产量影响的内在机制，为有效降低杂草稻危害提供理论依据。
5. 研究计划与进展
计划及预期：2014年6 月7 日栽培稻浸种，用种量67. 5 kg /hm2 ; 2014 年6 月8 日杂草稻浸种， 2014 年6 月10 日将栽培稻和杂草稻同时播于1 m2的水泥池中，栽培稻分4 行种植，每行种植15 ～20 株，行距25. 0 cm，杂草稻均匀分布于栽培稻行间。播种后覆盖0. 2 cm 细土。于栽培稻1 叶1 心期进行人工定苗，密度为1 m2 60 株，即每行15 株栽培稻。同时1 m2 留杂草稻0 株( 对照) 、2 株、4株、6 株、8 株，拔除小区内其他杂草。整个生育期杂草稻与栽培稻共同生长。各处理4 次重复，随机区组排列。水分管理、肥料使用和病虫害防治同常规稻。
将分别在拔节期、抽穗期、灌浆中期测定株高、叶绿素含量、光合参数、根系活力、根系伤流液和叶绿素荧光参数等，并于成熟期测定产量、每穗粒数、结实率和千粒重等指标。
