作物栽培学水稻课件

作物栽培学——水稻水稻：学名：OryzasativaL.；英名：rice；俄名：рис；日名：亻礻第一节概述一、水稻的国民经济意义•水稻是世界上播种面积和总产量仅次于小麦的重要作物。我国水稻面积约占世界水稻面积的23％，次于印度，但稻谷总产量居世界产稻国之首。2019年，我国稻谷总产量占世界稻谷总产的31％，为世界第一。•中国一半以上人口以稻米为主食。•稻米营养价值较高•是我国出口的主要农产品之一，尤其一些名、特、优品种，在世界上享有很高的声誉。•稻米还是重要的加工、酿造业的原料，稻草、稻糠等副产品可作为饲料和造纸原料。二、栽培稻种的起源与类型1、栽培稻种的起源•栽培稻起源于沿喜玛拉雅山南麓的印度阿萨姆、尼泊尔、缅甸北部、老挝和中国西南。•我国华南很多地区都有野生稻，野生滔有三种，即普通野生稻(O.rufipogonW.Griffith)、药用野生稻（O.officibalisWall.exWatt）和疣粒野生稻(O.meyerianaBaill)。2、栽培稻种的类型•我国栽培稻种可分为籼稻和粳稻两个亚种，每个亚种各分为早、中稻和晚稻两个群，每个群又分为水稻和陆生稻两个型，每个型再分为粘稻和糯稻两个变种及栽培品种。(1)籼稻和粳稻•籼稻是由野生稻演变成的栽培稻，是基本型。•粳稻是人类将籼稻由南向北，由低向高引种后，逐渐适应低温的变异型。(2)早、中稻和晚稻•早、中、晚稻的根本区别在于对光照反应的不同。•早、中稻对光照反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟，晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。•晚稻和野生稻很相似，是由野生稻直接演变形成的基本型，早、中稻是由晚稻在不同温光条件下分化形成的变异型。•北方稻区的水稻属早稻或中稻。(3)水稻与陆稻•水稻种在水田，陆稻种在旱地。•水陆稻形态上差异较小，生理上差异较大。•水、陆稻均有通气组织，但陆稻种子发芽时需水饺少，吸水力强，发芽较快；•陆稻的茎叶保护组织发达，抗热性强；根系发达，根毛多，对水分减少的适应性强。陆稻可以旱种，也可水种，有些品种既可作陆稻也可作水稻栽培，但陆稻产量一般较低，陆稻逐渐为水稻所代替，北方稻区只有少量陆稻栽培。(4)非糯稻与糯稻•我国做主食的为非糯米，做糕点或酿酒用为糯米，两者主要区别在米粒粘性的强弱，糯稻粘粘性强，非糯稻粘性弱。•粘性强弱主要决定于淀粉结构，糯米的淀粉结构以支链淀粉为主，非糯稻则含直链淀粉多。•当淀粉溶解在碘酒溶液中，出于非糯稻吸碘性大，淀粉变成蓝色，而糯稻吸碘性小，淀粉呈棕红色。一般糯稻的耐冷和耐旱性都比非糯稻强。三、我国水稻种植区划•丁颖将全国水稻产区划分为六个稻作带：1、华南双级稻作带2、华中单双级稻作带3、东北早熟单季稻作带4、西南高原单双级稻作带5、华北单季稻作带6、西北干燥单季稻作带•北方稻区包括华北、东北、西北三个稻作带。•北方具有发展优质稻的潜力。•北方有大批有水源的盐碱荒地和低洼地，可以用来种水稻•北方日照较长，云量少，光合产物多，昼夜温差大，温、光、水资源分布与水稻生长发育基本同步。水稻成熟期间秋高气爽，有利优质米形成。四、北方稻生产特点•自然灾害较少，病虫害较轻。•发展的限制因素是水源不足，低温冷害频繁，使水稻产量高而不稳。成熟率低是北方稻区水稻生产的一个重要限制因子，与北方春季升温慢而秋季降温快有关，也与品种特性和栽培技术有关。就品种而言，正常年份成熟率存在品种间差异，低温年这种差异尤为明显，是减产的主要原因。因此，抗寒性强、灌浆速度快和成熟率高是北方尤其是东北和西北寒冷稻区的重要育种目标。第二节水稻的生物学基础（一）种子水稻的种子(稻谷)是由小穗发育而来的，真正的种子是由受精子房发育成的具有繁殖力的果实(颖果)。外面包被的部分为谷壳。果实俗称籽粒或糙米，由果皮、种皮、胚乳与胚组成一、种子与幼苗生长（二）发芽及幼苗生长•萌动胚根鞘(有氧时)或胚芽鞘(缺氧时)突破谷壳，外观上可看到“露白”或“破胸”。•发芽当胚芽长度达种子长度1／2，种子根长度与种子长度相等时为发芽，田间以露尖或“立锥”为标准。•出苗发芽后不久，在氧气充足和光照条件下，胚芽鞘迅速破口，不完全叶抽出，生产上称“劈头放青”，随后第1叶抽出，当苗高达2cm时，叫出苗期，这时第1对胚芽鞘节根出现。•三叶期第1片叶展开时，第2对胚芽鞘节根长出。1.5叶龄时，胚正上方再生出1条胚芽鞘节根，一般胚芽鞘节根有5条，种子发育不良时可能只有3条。2.5叶时，不完全叶节根长出。1．幼苗生长过程2、幼苗期需要的条件•水分种子贮藏的安全水分为14.5％(20－25℃时)，当种子吸水达风干重的23%时即可发芽，但达25％时(饱和吸水量)发芽整齐。种子吸水与温度关系最密切，恒温条件下30℃需40小时，20℃需60小时，10℃需90小时各达发芽水分。7－32℃范围内籼稻比粳稻吸水快。直播时，田间持水量达60％－70％发芽出苗顺利。•温度发芽最低温度粳稻为10℃，籼稻12℃，适温28－32℃，最高温度40－42℃。热带某些品种最低温度达15－17℃，而北方粳稻某些品种在7－8℃时即可发芽。出苗及幼苗生长最低温比发芽高2℃，16℃以上可顺利出苗。幼苗期能抵抗一定低温，第1叶前可耐－2－4℃，2－3叶时耐－2－0℃，3叶后耐l－3℃。长期处于15℃以下的温度，叶片易黄化，籼稻品种特别是杂交籼稻对低温更敏感。•氧气在水中发芽时胚芽鞘的生长速度远比空气中发芽快，考察两者的细胞数目并无明显差异，主要是细胞长度的同。缺氧和暗光均促进其伸长。胚芽鞘伸长是水稻耐水的适应性，只有胚芽鞘迅速升至水面见光和空气使其破口，空气才能下运，进行有氧呼吸，根叶生长加快，逐渐形成通气组织，适应以后的水层管理。•营养三叶期前以胚乳营养为主，因此称胚乳营养期或异养生长期，三叶期为离乳期，以后进入自养生长期。实际上胚乳养分在2叶期已大部分被消耗，根一出生便吸收土壤养分。因此在离乳期土壤中的养分和光合物质已积极参与幼苗生长。磷钾在低温下吸收弱，苗含磷钾高抗寒能力强，而且在体内再利用率高，所以氮磷钾均要早施。•pH微酸性有利幼苗生长，工厂化(规格化)盘土育秧和旱育秧土壤pH调至4.5－5.5可抑制立枯病，易于培育壮秧。二、根、茎、叶的生长1、组成水稻的根系由种子根(胚根)和不定根(节根、冠根)组成。种子根1条，垂直向下生长，在旱直播深播时，胚轴上也可生根，属不定根。不定根节间上的不定根是根系的主要部分，按节间结构单位概念分上位根与下位根，上位根较细，分布于土壤的上层和中层，下位根较粗较长，分布于土壤上层，中部横向或斜向伸长，分布于中层或斜下层，靠近地表的上部几个单位横向伸长，分布于土壤表层，称表根(浮根)，相互连结呈网状。根有多级分枝根系形态和生育时期有关，分蘖期一级根多数在0－20㎝土层内横向扩展呈扁椭圆形，穗分化期分枝根大量发生并向纵深发展，抽穗期根系呈倒卵圆形。表根占总根量的50％左右。根色水田中的根系由不同年龄的根组成，由于土壤氧化还原性质的影响，各年龄的根有白、黄、棕、黑、灰等色，这是根诊断以确定土壤氧还状态，掌握排灌技术的重要根据。（一）根2、根结构水稻是沼生植物，有发达的通气组织，根部通气组织位于成熟区皮层部分的气腔（破生细胞间隙）。幼根成熟区表皮在根毛枯死后常常脱落，皮层细胞的最外层旋即替代表皮成为外皮。随着根的老化外皮也被破坏死亡而脱落，外皮层栓化覆盖根外，若这层细胞死亡或脱落。邻接的皮层细胞便增厚转化作为保护的机械组织，这时辐射排列的皮层细胞部分收缩解体形成大的气腔。此气腔与茎、叶的气腔相通，形成上下贯通的通气组织。三叶期时通气组织即形成。（二）、茎(秆)1、形态水稻的茎由节和节间组成，节间分伸长节间和未伸长节间，各节间集缩成约2㎝的地下茎，是分蘖发生的部位，称分蘖节。2、解剖结构节间外面是表皮，外层细胞壁沉积多量二氧化硅。表皮以内有数层皮层纤维细胞，内有纵走小维管束，其附近的皮层纤维在上位节间仅3—4层，下位节间5—6层。水稻茎(杆)壮弱的结构差异主要表现在皮层纤维层的厚度上，越厚茎越壮越抗倒伏。皮层纤维向内是皮层薄壁细胞，其中分布着与小维管束相对的大维管束。节间中央最初是薄壁细胞，随着茎的成熟逐渐解体形成中空的髓腔，节间靠近节部髓腔变狭。到节间部成为横隔膜，其薄壁细胞充满原生质，含较多的糖和淀粉，髓部为通气组织一部分，髓周围分布着复杂的互相贯通的维管束系统，有周边维管束环(由纵走的小维管束构成)，横走小维管束，节网维管束，来自本节位叶的大维管束，来自上面节位叶的已分散的维管束等。节是生活力最旺盛、养分交叉运转最繁忙的部位，叶、根、蘖均发生于此处。（三）叶水稻的叶可分为三种：•胚芽鞘和分蘖鞘(又称前出叶)：是叶的变形，无叶绿素；•不完全叶：有叶绿素，无叶片，是第一真叶；•完全叶：具叶片、叶鞘、叶耳、叶舌。•种子发芽后，胚芽鞘先出现，接着是不完全叶，以后是第1完全叶(第2真叶)，第2完全叶(第3真叶)。分蘖刚伸出时也是先出分蘖鞘，以后是第l叶。分蘖无不完全叶。水稻最上一片叶呈剑形，因此称剑叶。1、组成叶片叶片由表皮、薄壁组织、机械组织和大小维管束组成。不同叶位的叶片结构有差异，如气孔密度随叶位上升而加大，下表面气孔密度大于上表面，愈上差距愈大。随叶位上升，维管束上方的隆起高度增加，每单位面积的维管束数和面积则下降。叶鞘叶鞘无茸毛，叶绿体少，无泡状细胞，气孔也少，但气腔较多，通气组织发达。拔节后的茎生叶鞘为圆形，组织紧密，机械组织发达，硅质化与角质化程度高，簿壁细胞贮藏较多的淀粉。叶鞘基部包围茎节的鼓起部分为叶节，机械强度大而富有弹性。叶枕、叶舌及叶耳叶枕位于叶片与叶鞘的交界处，带状、无叶绿体、无茸毛、乳突、气孔、硅化细胞等，表面较平滑。叶舌位于叶枕的内侧，先端分歧早舌形，白色，膜状，表面有乳突、茸毛，靠茎秆一测较光滑，可防止雨水流入叶鞘。叶耳生于叶枕两侧，有许多茸毛，环抱茎秆。2、叶的生长•水稻叶从分化到展开经过叶原基突起、组织分化、叶片伸展、叶鞘伸长等阶段。不同叶位叶的生长关系是：n叶抽出≈n叶鞘伸长≈n+1叶伸长≈n+2叶待伸长≈n+3叶组织分化≈n+4叶原基分化。环境剧烈变化与速效措施对伸长叶与待伸长叶(即n+l、n+2)影响最大。•一片叶从露尖到展开(叶枕露出)需要的日数称出叶速度(出叶间隔)，分蘖期约4—5天，穗分化期约7—8天，最高分蘖期到穗分化期出叶速度有一转换期，此期始出叶速度逐渐转慢。转换期标志着营养中心由分蘖转向穗分化，由营养生长转向生殖生长。•各叶位的叶片长度自下而上逐渐加长，至倒数4—3叶后又逐渐变短。叶鞘长度则是递增，叶宽与叶鞘趋势相同。•叶的寿命随叶位上升而加长，叶的寿命和生育期，环境及措施有关•叶色分“黄黑”(包括一系列色阶)变化。色“黑”说明含氮量高，以氮代谢为主(又称扩大型代谢)，光合产物用于新生器官生长，贮存少。色“黄”表明以碳代谢为主(又称积累型代谢)，叶含氮量少，光合产物贮存较多，新生器官生长慢。生产中的正常“黄”指由浓绿转淡中的秀绿、浅黄，而不是衰亡中的深黄。•叶的空间分布即长相，受叶厚，含氮量(色)的影响。一般长相分五种类型，即直(与茎夹角约150—200)；挺(叶片上部稍弯，夹角300)；弯(叶片上部弯下，夹角约450)；披(叶片中部弯下，但不低于叶枕，夹角大于450)：垂(弯的部分接近叶片基部，叶尖低于叶枕，夹角大于600)。三、分蘖1、分蘖位及其名称自第1叶起开始遵循n－3的蘖叶同伸规律进行分蘖。2、分蘖消长规律田间群体的分蘖(包括主茎)消长曲线。以最高分蘖期(高峰期)为界，此期以前是分蘖数增加的时期，以后为消亡期，最高分蘖数包括有效分蘖和无效分蘖。实际上有效分蘖终止期前出的分蘖也有部分无效分蘖，以后出生的也有有效分蘖，但数量很少，群体中每位分蘖均有本身的消长规律，即同位蘖的发生不是整齐的。各位蘖随时间的推移交替层叠发生，每一时期均有特定的蘖位处于分蘖的不同时期。同位蘖的不整齐性是群体中个体间差异造成的，但同位蘖又有相对的集中性，表明多数个体的发育又是一致的。努力缩小个体间的差异提高分蘖整齐度增加有效分数率是