水稻生产基础理论和技术

三、光合作用的研究历史
1771年，英国科学家普利 斯特利把一支点燃的蜡烛和一只 小白鼠分 别放到密闭的玻璃罩 里，蜡烛不久就熄灭 了，小白 鼠很快也死去了。 他把两盆植物分别放 到两 个密闭的玻璃罩里。他发现植物 能够长 时间地活着，蜡烛没有 熄灭，小鼠活动正常。 植物可以在光下净化“坏 了”的空气 光合作用
日中性植物
这种植物开花对日照长度没有特殊的要 求，在任何日照长度下均能开花，因此可四 季种植，这种植物开花受自身发育状态的控 制。 日中性植物包括早稻、番茄、四季豆、菜豆 等。
感光性
水稻是短日照植物，短日照可以 提早幼穗分化，缩短营养生长期； 长日照则能延长幼穗分化，延长营 养生长期。这种特性称为水稻的 “感光性”。
（一）籼稻和粳稻
籼稻与粳稻是在不同温度条件下形成的 两个亚种。 粳稻是人类将籼稻由南向北、由低处向 高处引种后，逐渐适应于低温气候下生长的 生态变异类型。 籼稻是最早由野生稻演变成栽培稻的基 本类型，分布在热带、亚热带的平川地带， 具有耐热、耐强光的习性，粒形细长，米质 粘性较弱，叶片粗糙多毛，颖壳上毛稀而短， 易落粒。
暗反应:
CO2
糖类
四、叶绿体及光合色素
（一）叶绿体的结构 1 双层膜：内膜为选择 性屏障。 2 基质：CO2同化；淀 粉形成 3 基粒：由类囊体垛叠 而成的绿色颗粒。
（二）光合色素（叶绿素和类胡 萝卜素）
1 叶绿素：Chlorophyll，Chl
a.分类
Chla:蓝绿色，大部分用于捕光，少部 分用于转化光能 Chlb:黄绿色，全部用于捕光
C氧气：秧田水中含氧量很低，不足0.3%，水 稻幼苗期被水淹后，易形成有芽无根苗，苗也 不壮，抗性弱；三叶期后，根部通气组织形成， 对缺氧的环境适应性增强。 D土壤营养：氮素对秧苗生长的影响最大，应 适时早施（一叶一心至二叶一心期施用）； 磷、钾肥能提高发根力，特别在低温下效 果更好，所以低温季节育秧更应施用P、K肥。

（二）生育时期 1．从形态和田间诊断角度分期 （1）幼苗期 （2）分蘖期 （3）穗分化期 （4）结实期
2．从发育角度分期 营养生长期；生殖生长期。 3．从器官的生长发育角度分期 营养生长期；营养生长生殖生长并进期； 生殖生长期。
五、水稻的温光反应
不同品种的生殖生长期即从幼穗开始分化到成 熟的日数差别是不大的，品种间生育期长短的不同， 主要是由于营养生长期的差异。水稻的营养生长期， 又可分为“基本营养生长期”和可变营养生长期” 两部分。
感温性
影响水稻可变营养生长期的环境因素中， 主要是温度和日照时数。 高温可以提早幼穗分化，缩短营养生长 期，低温则可以延迟幼穗分化，延长营养生 长期。这种特性称为水稻的“感温性”
感光性
预备知识
光周期现象
植物通过感受昼夜长短变化而控制开花 的现象称为光周期现象。
光周期现象的发现
光周期现象是美国的Garner和Allard发现的。 1910‘s，Garner和Allard在美国马里兰州， 美国农业部Beltsville农业试验站工作，他们发现两 个难以解释的现象，一个是烟草品种马里兰猛犸象， 在夏季株高可达3~5米，但是不开花，如果在冬季 的温室里，株高不到1 米就可以开花。 另一个现象是，某个大豆品种，在春季的不同 时间进行播种，但在夏季的同一时间开花，尽管不 同播种期大豆的营养体大小不同。
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。
稻米的淀粉粒最小（3-10μm）、小麦30-45μm
、玉米35μm，蛋白质虽少（7.3％），但是易被 人吸收的蛋白质成份较多。
长日照植物
这种植物在日照长度大于某一临界值时 才能开花。在临界日长以上，延长日照，缩 短黑暗，可提早开花。 如果日照长度短于临界日长，就不进行 花芽分化，不开花。 长日植物包括，小麦、菠菜、萝卜、甜 菜、豌豆、油菜等。
短日照植物
这种植物在日照长度短于某一定临界值时 才能够开花，对于这种植物适当缩短光照， 延长黒暗，可提早开花。 在临界日长内，延长光照，就延迟开花， 如果光照时数大于临界日长，就不进行花芽 分化，不开花。 短日照植物有大豆、紫苏、晚稻、苍耳、 菊、烟草、一品红等。
2.幼苗生长的特点和条件
（1） 秧苗生长的特点 从地上都看，鞘叶伸出地面，随后从鞘叶中 抽出不完全叶，开始有叶绿素，伸长达1cm左右， 称为“出苗”或“现青”。 第3片完全叶展开时，称为3叶期。此时胚乳 养分已将耗尽，稻苗进入独立生活，所以又称为 “离乳期”。
（2） 秧苗生长的条件 A水分：出苗前保持最大持水量40%-50%， 即可发芽出苗；三叶期前保持最大持水量的 70%即可；三叶期后不得少于最大持水量的 80%。 B温度：水稻出苗及幼苗生长所要求的最低 温度，粳稻12℃、籼稻14℃，15℃以上能顺 利出苗。日平均气温20℃左右对培育壮苗最 有利。
（二）叶的功能与生长
预备知识
光合作用
植物的光合作用
自养生物：利用外 界的无机物作为原 料合成有机物质。 自己制造食物。包 括植物和光合细菌。
生物
异养生物：从已经 存在的有机物中获 得营养，从食物中 获得能量。
一、光合作用概述
（一）定义及公式 1 定义：绿色植物吸收阳光的能量，同化二 氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。
b.结构：四个吡咯环围绕镁形成卟啉环的头部，亲水，位于光合膜的外表面
还有一个叶绿醇形成的尾部，亲脂，插入光合膜内部。
（二）光合色素
2 类胡萝卜素：
胡萝卜素:橙黄色
1937年，希尔用体外的叶绿体和水反应得到 了O2，为光反应的研究打开了大门。
4Fe3++2H2O 光 4Fe2++4H++O2
叶绿体 ？？
说明叶绿体在光下可分解H2O，产生电子，产 生还原能力，使物质还原，即光反应可产生电子 将物质还原。
光合作用的总过程
光 光反应
NADPH ATP NADP+ ADP+Pi
生殖生长 期
稻的温光反应应用

栽培上应用
品种搭配：早稻品种感温性强，栽培管理上 应突出早字。 晚稻品种，感光性强，在热量得到满足的条 件下，出穗期比较稳定，早播并不早熟。
引种上应用
水稻南种北引，由于生育期延 长，为能安全齐穗，以引用早熟品 种为宜。 北稻南移，营养生长缩短，提 早成熟，为获高产，宜引用较迟熟 品种。
2 公式：
CO2 + H2O＊
光 叶绿体
（CH2O）+ O2＊
（二）光合作用的意义
1 环境保护：空气净化器，保持CO2和O2的 平衡。植物减少，CO2增加，产生温室效 应。
干旱沙漠化
冰川融解
二、光合作用的意义
2 把无机物变成有机物：是合成有机物 的绿色工厂，是地球上所有生物的生命 源泉。 3 蓄积太阳能：是人类大部分能源的来 源。如石油、煤炭等都来源于远古的植 物光合作用的直接或间接产品。

（二）早、中稻和晚稻
早、中稻和晚稻是水稻适应不同 光照条件产生的变异类型。 全生育期从播种到成熟在120天 以内的叫早稻。 在120天到150天的为中稻。 150天以上叫的晚稻。

（三）水稻和陆稻

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陆稻是由水稻演变来的适应干 旱地栽培的“地土生态型”，陆稻 与水稻相比，其发芽力强，耐旱力 强，米质较差。
巴西陆稻IAPAR-9
（四）秥稻和糯稻
秥稻与糯稻的主要区别是米质粘性 大小的不同，糯稻是秥稻淀粉粒性质发 生变化而形成的变异型。 大多数秥稻的胚乳中含有15％～30％ 的直链淀粉和70％～80％的支链淀粉。

四、生育期和生育时期的划分
（一）生育期 指种子萌动到新的种子成熟所经历的日期。 作物生育期的准确计算方法应当是从籽实出 苗到作物成熟的天数。
B 发芽的外因 水分： 吸水量达本身重的25%-30%时开始萌 发，吸水至饱和（达本身重的40%）时，最 适于萌发。 温度：高温破胸，适温催根，保湿催芽，摊 晾练芽。 氧气：干长根，湿长芽。
（3） 种子萌发过程 种子吸水膨胀，胚根突破种皮，胚根突破谷 壳，生产上称为“破胸”或“露白”；当胚 根与种子等长，胚芽长达种子长度的一半时， 称发芽。
（二）我国水稻生产的成就 及稻作科学的发展
从1949年至今，我国水稻生产 经历了以下四个发展时期。 第一个发展时期 （1949年～ 1961年）： 单季稻改双季稻、籼稻改粳稻 等耕作制度的改革。

第二个发展时期（1962年～ 1979年）： 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。
（三）、我国水稻生产的分布及区划
我国稻区分布辽阔，南至海南岛(18°9′N)， 北至黑龙江黑河地区(52°29′N)，东至台湾， 西达新疆维吾尔自治区；低至东南沿海潮田， 高达2 600m以上的云贵高原，均有水稻种植。 我国稻作区划即以自然生态环境、品种 类型、栽培制度为基础，结合行政区划，划 分为6个稻作区（一级区）和16个稻作亚区 （二级区）。

第三个发展时期 （1980年～ 1995）： 杂交水稻实现“三系”配套， 并配制了一系列高产组合，大面积 应用于生产； 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。


第四个发展时期 （1995年至 今）： 超高产水稻品种的出现和水稻 生产全程机械化初步实现。
六、稻的生长发育和器官建成
（一）种子萌动和幼苗生长 （二）叶的功能与生长 （三）分蘖的生长 （四）根的生长 （五）茎的生长 （六）穗的生长 （七）抽穗、开花、灌浆、结实
（一）种子萌动和幼苗生长
1.稻种发芽 （1）水稻种子的结构
图3-3 水稻颖果纵切面
（2） 种子发芽的条件 A 发芽的内因 发芽率：在适宜的发芽条件下发芽种子所占 的百分率。 发芽势：发芽势是指种子在最适宜的发芽条 件下，在规定的时间内发芽种子的比率 。 影响发芽率的因素：主要是贮藏时间、贮藏 温度和种子含水量。
5.东北早熟单季稻稻作区
6.西北干燥区单季稻稻作区
4.华北单季稻稻作区
3.西南单季稻稻作区
2.华中单、双季稻稻作 区
1.华南双季稻稻作区
三、栽培稻的品种类型
丁颖根据我国水稻的起源、演变、生态 特征，将普通栽培稻进行分类： 籼稻与粳稻（亚种）； 早、中、晚稻群（群）； 水稻、陆稻、深水稻、浮水稻（型）； 秥稻、糯稻（变种）
稻米的淀粉粒
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。
二、水稻生产概况
（一）世界水稻生产及其发展 全世界约有半数以上人口以稻米为主食， 亚洲稻谷消费量占全世界的90%以上。中国 和印度水稻收获面积占世界水稻总面积的一 半，稻谷总产量占世界稻谷总产量的56.5%。 世界各大洲均有水稻栽培，主要集中在 亚洲，占世界水稻播种面积的90%以上，美 洲约占4%，非洲约占3%，欧洲和大洋洲各 占1%以下。
基本营养生长性
在高温和短日照处理下都不能 再缩短的营养生长期，便是基本营 养生长期，这种特性称为水稻的 “基本营养生长性”。 基本营养生长性和感温性、感 光性合称为水稻的“三性”。
早、中、晚稻“三性” 强弱的比较
早稻
中稻
晚稻 基本 营养 生长 期 感温 感光 性 性 可变营养生长 期 营养生长 期 水稻“三性”示意图
水稻生产基础知识
一、水稻生产在我国粮食生产中的地位
1、水稻种植面积在我国粮食生 产中的位置
“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