第一章水稻种植的基础知识

第1页共14页第一章水稻种植的基础知识第一节概术第二节栽培稻的起源及品种类型第三节水稻作物的生物学特点第一节概述一、水稻生产在我国粮食生产中的地位二、我国水稻生产概况三、我国的水稻分区四、我国稻作科学的发展一、水稻生产在我国粮食生产中的地位1.水稻是我国的主要粮食作物之一“民以食为天，食以稻为先”。水稻是仅次于小麦的世界第二大粮食作物。我国播种面积占粮食作物播种面积的30％左右，而稻谷产量占粮食总产的40％以上，播种面积和总产量均居粮食作物之首，是我国的第一大作物。全国约有2/3的人口以稻米为主食。是我国用世界7%的耕地养活世界22%人口的重要保障。2、水稻是高产稳产的细粮作物水稻可在田面保持水层的条件下生长，人们可以通过灌溉、排水及水层深浅来调节土壤温热状况、养分释放速度、田间小气候等，以水抑制病、虫、草害的发生。在粮食作物中，稻米的淀粉粒最小，直径仅为3～10μm，粗纤维含量仅含2.2％，虽然蛋白质含量7％～10％，但稻米中蛋白质的生物价高，因此，米饭不仅细致可口，而且稻米中各种营养成分的可消化率和吸收率都较高。此外，稻米的价格较高，稻米外面有谷壳紧包，比较不易吸湿返潮和虫蛀，便于运输和贮藏，稻草、稻壳等可以综合利用，因此，种植水稻的经济效益较高。3、水稻生产副产品用途极广米糠含有14％左右的蛋白质、15％左右的脂肪和20％的磷化合物等，是家畜的精饲料，也可提取糠油、脑磷素等。谷壳可用来制装饰板。稻草除可作家畜的粗饲料外，还可用于编成草苫（shān）。4、稻谷深加工有广阔前景①大米食品：除直接做米饭当主食外，还可制作方便米饭，快餐米饭，方便粥，米粉制品，饼干糕点，婴儿食品，酿造业(酒类、醋)。②米糠的利用：米糠含有丰富的蛋白质，油分，和维生素等，是第2页共14页食品、医药、化工业的重要原料。③碎米的利用：可制作米粉、米粉线、点心、饴糖、淀粉、发酵原料、纺织物加工用糊。④胚芽利用：营养食品、VB1、VB6、VE制剂以及饲料。⑤特种米的加工利用：黑米食品及饮料已不少，大胚米制作婴儿奶粉国内已生产出产品。二、我国水稻生产概况1、总体情况单产由50年前的不足2t/ha，增加到现在的超过6t/ha。近10年来种植面积变化较大，由1996年的近3200万ha，减少到2003年近2700万ha。总产由1996的近2亿t，减到2003年1.6亿t。从2004年起，由于农业政策的变化，农民种粮积极性提高，种植面积和总产得到扭转。单产近10年没有明显大的提高，基本稳定在6.20t/ha。2、我国水稻发展的简要历程从1949年至今，我国水稻生产经历了以下三个发展时期。第一个发展时期是从1949年～1961年，此时期发展的特点是在大力开展以治水、改土为中心的农田基本建设的同时，进行了单季稻改双季稻、籼稻改粳稻等耕作制度的改革，并推广了有关先进栽培技术，对提高水稻产量起了重要的作用。第二个发展时期是从1962年～1979年，此时期的发展特点是：继续选育普及矮秆优良品种，并采用了与之相配套的优化栽培技术，在改革生产条件的基础上，恢复和发展了双季稻生产。因提高单产而增产的比重占居了主导地位，说明良种配良法在发展水稻生产上所起的重要作用。第三个发展时期是从1980年至今，此时期杂交水稻“三系”配套，并配制了一系列高产组合，大面积应用于生产；与此同时，由过去只注重单一栽培技术的研究，发展成为利用器官之间的相关生长规律，在不同生态条件下，创建了一些综合配套高产高效栽培模式，对提高水稻单产起了重要的作用。在我国农村有这样一种说法:我们能吃饱，全靠有“二老”。第3页共14页二老很有名，他们是“两平”。一靠“邓小平”-------改革开放引路人。--------政策二靠“袁隆平”-------杂交水稻第一人。--------科技袁隆平:中科院院士,被称为“杂交水稻之父”。1981年获首届“国家特等发明奖”。2001年获首届“国家最高科学技术奖”。他研究培育的杂交水稻,被西方世界称为“东方魔稻”,亩产达到1400多斤,使我国增产粮食3亿多吨。三、我国的水稻分区1、华南双季稻稻作区本区位于南岭以南，包括广东、广西、福建、海南岛和台湾5省（区）。本区稻作面积居全国第2位，不包括台湾约占全国稻作总面积的22.5%（1993年，以下同），品种以籼稻为主，山区也有粳稻分布。2、华中单、双季稻稻作区本区位于南岭以北和秦岭以南，包括江苏、上海、浙江、安徽的中南部、江西、湖南、湖北、四川（除甘孜外）八省、市，以及陕西和河南两省的南本区稻作面积约占全国稻作总面积的61.1％，其中的江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原、皖中平原、太湖平原和里下河平原等，历来都是我国著名的稻米产区。早稻品种多为籼稻，中稻多为籼型杂交稻，连作晚稻和单季晚稻以粳稻为主。3、西南单季稻稻作区本区位于云贵高原和青藏高原，包括湖南西部、贵州大部、云南中北部、清海、西藏和四川甘孜藏族自治区。本区稻作面积占全国稻作面积的6.7%。该区≥10℃积温2900℃～8000℃，水稻垂直分布带差异明显，低海拔为籼稻，高海拔为粳稻，中间地带为籼粳交错分布区。4、华北单季稻稻作区本区位于秦岭、淮河以北，长城以南，包括北京、天津、河北、山东、山西等省和河南北部、安徽淮河以北、陕西中北部、甘肃兰州以东地区。稻作面积占全国稻作面积的3.6%。本区≥10℃积温4000～5000℃，品种以粳稻为主。5、东北早熟单季稻稻作区本区位于黑龙江以南和长城以北，包括辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古自治区东部。以下划分为黑吉平原河谷特早熟亚区（V1）和辽河第4页共14页沿海平原早熟亚区（V2）。稻作面积约占全国稻作面积的5.6%。本区≥10℃积温2000℃～3700℃，年降水量350～1100mm。稻作期一般在4月中下旬或9月上旬至10月上旬。品种为粳稻。6、西北干燥区单季稻稻作区本区位于大兴安岭以西，长城、祁连山与青藏高原以北地区，包括新疆维吾尔自治区、宁夏回族自治区、甘肃西北部、内蒙西部和山西大部。稻作面积占全国稻作面积约0.5%。本区≥10℃积温2000～4500℃，无霜期100～230天，年降水量50～600mm，大部分地区气候干旱，光能资源丰富。主要种植早熟籼稻。四、我国稻作科学的发展趋势1、是水稻超高产光合作用高效光能转化的应用研究；2、是水稻优质高产生理基础研究；3、是水稻优质高产地上部与地下部形态特征及抗逆特性的生理、生化机理和物化技术创新研究；4、是不同生态环境条件下，水稻无公害优质高产形成机理研究；5、是不同生态区农艺与农机相结合的水稻生产要素优化组装的精准栽培研究，优化配置生态要素，形成模式化、系列化、高效化、标准化的栽培技术体系，为水稻优质高产高效提供技术保障。第二节栽培稻的起源及品种类型一、栽培稻种的起源二、栽培稻种的分类一、栽培稻种的起源栽培稻种在植物分类学上属禾本科稻属植物。目前全球稻属植物有20多个种，栽培稻只有2个种，即普通栽培稻和非洲栽培稻。普通栽培稻分布于世界各地，占栽培稻面积的99％以上；非洲栽培稻仅分布于西非，丰产性差，但耐瘠性强。栽培稻起源于野生稻野生稻我国野生稻有三种，即普通野生稻、药用野生稻和疣粒野生稻。我国南方地处热带、亚热带，气候炎热，雨量充沛。在东起台湾、西至云南南部、北达北回归线以北、南至海南岛南端的广阔地带内，均有野生稻分布。普通野生稻的性状类似于现在栽培的籼稻，也容易与籼稻杂交结实。说明普通野生稻是普通（亚洲）栽培稻种的祖先。第5页共14页普通野生稻与普通栽培的差异性状普通野生稻普通栽培稻落粒性很强较不易落粒繁殖特性有性繁殖或无性繁殖有性繁殖成熟特性成熟不整齐，穗上着粒甚少成熟整齐，穗上着粒多谷草比极低较高（0.3～0.5）株型分蘖散生，茎叶长大株型较紧凑芒长芒短芒或无芒米色赤褐通常为白色二、栽培稻种的分类稻在我国栽培历史悠久，分布辽阔，经过长时期的自然选择和人工培育，形成了许多类型。我国的栽培稻种可分为籼稻和粳稻两个“亚种”。籼稻和粳稻是在不同温度条件下演变来的气候生态型。其中籼稻为基本型，粳稻为变异型。每个亚种各分为早、中稻和晚稻两个“群”。早、中稻和晚稻是适应不同光照条件而产生的气候生态型。其中晚稻为基本型，早稻为变异型。中稻的迟熟品种对日长的反应接近晚稻型，而中稻的早、中熟品种则接近早稻型。每个群又分为水稻和陆稻两个“型”。水稻和陆稻是由于稻田土壤水分不同而分化的地土生态型。其中水稻为基本型，陆稻为变异型。每个型再分为粘稻（秥稻）和糯稻两个“变种”及栽培品种。秥稻和糯稻是淀粉分子结构不同形成的变异型。其中粘稻为基本型，糯稻为变异型。这里分类所谓的早、中、晚稻和双季稻的早、晚稻不是同一概念，前者是指生育期的长短，后者是指种植季节早、晚而言。1、籼亚种和粳亚种1)区别籼稻和粳稻的祖先虽然都是普通野生稻，但两者的亲缘关系相距较远，在植物学分类上已成为相对独立的两个亚种。籼粳第6页共14页杂交亲和力弱，杂交结实率低。它们在形态和生理上都有明显的差别。籼稻与粳稻主要形态特征比较籼稻粳稻叶形、色泽和顶叶角度叶片较宽，色淡绿，顶叶角度小叶片较窄，色浓绿，顶叶开角度大叶毛多少一般叶毛多一般叶毛少或无毛芒的有无多数无芒，少数有短芒直生多数有长芒或短芒，芒略呈弯曲状稃毛稃毛稀而短，散生稃面稃毛密而长，集生稃尖或棱上谷粒形状谷粒细长，稍扁平谷粒短圆，稍宽厚籼稻粳稻发芽速度较快较慢抗寒性较不耐寒，易烂秧较耐寒，不易烂秧抗旱性较弱较强分蘖力较强较弱耐肥性矮杆较耐肥，高杆不耐肥耐肥抗病性对稻瘟病抗性较强，对白叶枯病抗性较弱对稻瘟病抗性较弱，对白叶枯病抗性较强2）籼、粳稻是两种不同的地理气候生态型籼稻和粳稻种性所以有明显差别的原因，是由于它们所分布的地理气候环境不同引起。籼稻和粳稻是由于纬度和海拔高低不同的生态因子，主要是温度条件的影响而演变形成的两个亚种。它们属于两种不同的地理气候生态型。3）籼稻和粳稻的演变籼稻的形态特征和生理特性与野生稻较为接近，因此，籼稻是基本型，即最先由野生稻经人工驯化而演变成栽培稻。而粳稻是从籼稻植株中在不同的气候生态条件下(主要是气温)，通过人工选育而形成的变异型。2、晚稻和早中稻1）晚稻和早中稻的分别籼稻和粳稻都有早稻和晚稻型。晚稻第7页共14页和早稻的亲缘关系较密切,两者杂交的结实率比较高。主要区别在于栽培季节的气候环境不同，形成了对栽培季节的适应性不同。晚稻生育季节气温由高到低，日长由长到短，光照由强到弱，风雨由多到少，早稻生育季节的气候环境相反。晚稻保存着与野生稻相同的发育特性，属于典型的短日性植物，早稻已失去对短日反应的敏感性，对日长反应钝感和无感。晚稻和早稻是属于适应不同日长2）晚稻和早中稻的演变普通野生稻对日长反应敏感。晚稻的发育特性与普通野生稻相似，所以晚稻是基本型，早稻则是通过长期的自然和人工选择，从晚稻中分化而来的变异型。中根据栽培地区土壤水分和生态条件不同，可分水稻(包括浅水稻、深水稻、浮水稻)和陆稻(又称早稻或坡禾)两个类型。主要区别在于两者耐旱性的不同。它们在形态解剖和生理生态上的一些差别，都是两者的耐旱性不同的表现。水稻和野生稻一样，都是属于沼泽性植物，适宜分布于有水层的土壤环境。深水稻茎秆高达1.5—2m，浮水稻茎叶可随水上涨而伸长，以保证茎叶暴露在大气中。由于栽培水稻与野生稻的特性相近，并且我国古籍记载，水稻栽培在先，陆稻栽培在后，因此，可认为水稻是基本型，而陆稻是在不同土壤水分条件下形成的土地生态型，属于变异型。4、秥稻和糯稻上述各稻种类型中都有秥稻和糯稻，它们在形态特征和生理特性方面都没有明显的差异，两者杂交的子代结实率也很高。野生稻都属秥稻，未发现有糯稻类型。因此，可以认为粘稻属基本型而糯稻是变异型。糯稻和粘稻的主要区别性状糯稻粘稻米粒色泽乳白色，不透明略透明，有光泽淀粉组成几乎全部为支链淀粉，不含或含很少直链淀粉。直链淀粉20％～30%支链淀粉70%～80%碘液反应淀粉吸碘性小，遇碘显棕红色。淀粉吸碘性大，遇碘显蓝色。煮饭糊化温度低，胀性小。糊化温度高，胀性大第8页共14页5、常规稻和杂交稻常规稻的基因是纯合的，其子一代与上一代的农艺性状