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第一部分 简介水稻 ( 摘抄《水稻栽培》 )
第一节 水稻的形态
水稻是禾本科植物,形态除了具有禾本科的共性外,还有它的特殊性,这些特殊性是认识品种和丰产栽培中看苗诊断的基础。现在,就水稻的根、茎、叶、花、果实和种子等方面做简单的介绍。
根 稻根属于须根系,具有支持地上部分,吸收、运输养分和水分等生理功能。按生根的先后和部位不同,可分为种根和不定根。种根只有一条,当种子萌发时,由胚根直接发育而成,在幼苗期起营养吸收作用,以后枯死。不定根发生于茎的基部位置,随着稻株的生长,逐渐形成稠密的根群,这是水稻生育过程中吸收水分和养料最主要的根系。此外,当灌水过深,稻杆倒伏或将稻茎压在水中或土中,地面各节均可发生不定根,深水稻尤为常见。而这样的不定根生长会消耗或和水稻其他各部正常的生长部位争夺养料,所以,建议,水稻的栽培,尤其是水稻生长期,除非使用了限制分蘖措施,否则尽量不要用深水灌溉,更要避免水稻的倒伏造成减产。
茎 稻茎具有支持、输导和贮藏养分等生理功能,是水稻的重要器官之一。稻茎为中空的圆筒形,下部稍扁圆,上部呈圆筒形。它可以分为节和节间两个部分。水稻主茎的节数因品种而不同,一般为11-17节。主茎节数和抽穗期有密切的相关性。每当主茎增加一个节,则其抽穗期要推迟6-7天。所以,早熟品种的节数少,生长期也短,而晚熟品种的节数多,生长期就长。
叶 稻叶是光合作用的主要器官,它能把根系吸收来的无机养分和水分,通过光合作用,合成为建造稻体自身生长发育所需要的有机物。在抽穗以后,这些有机物又能以淀粉为主要形式贮藏在谷粒中。稻叶互生于茎秆的两侧。按茎叶的形态不同,分为牙鞘、不完全叶…完全叶。在选种时和栽培上常从第一完全叶开始计算每一品种的叶片数。稻叶的生长顺序是:“叶尖先伸出,待叶片长到定型后,叶鞘才相继生长”。据观察,在水稻生长过程中,有5片叶片时,其最下面的叶开始枯死,新叶陆续长出,抽穗后主茎叶数一般为4-5片,而稻谷中2/3的淀粉,是由抽穗后的叶片制造和累积的。为此,保持和延长这些叶片的寿命,在增产中是非常重要的。在此,建议:在水稻直播方式中,水稻后期群体较大,病虫害严重,要积极预防纹枯病等各种疾病,延长水稻叶片的寿命;另外,断水不宜过早,以免稻叶过早枯死。
穗和花 稻穗是圆锥花序。穗的中轴是主枝梗,成为穗轴。穗轴上生有穗节,穗节上长出的枝梗是第一次枝梗,第一次枝梗上长出的枝梗,是第二次枝梗。枝梗上又长有小枝梗,着生小穗(即頴花)。浆片两枚,着生于外頴的内侧,为扁平无色的肉质薄片,当开花时,浆片吸水膨胀使頴张开。雄蕊六枚,着生于子房基部,由花丝和花药两两部分组成。雌蕊一枚,由子房、花柱、及二裂羽状柱头所组成。
谷粒 谷粒即頴果,一般内有糙米一枚。米粒一般为白色,稍透明。在米粒发育过程中,如环境不良,常形成青米、茶褐米、乳白米、死米等不正常的米粒。如果收割后稻谷含水量较大、较长时间堆放或贮藏不良,稻谷受潮“上烧”变质,会形成黄米,降低米粒的营养价值和口感,影响其商品价值。所以,水稻收割后稻谷应及时晒干或机械烘干。
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第二节 水稻的生育
水稻的一生,在栽培环节上讲是指从种子萌动开始,经过发根长叶、分蘖拔节、孕穗开花、灌浆结实,最后形成新的种子的生育过程。在生育过程中,包括营养生长和生殖生长阶段。这两个过程彼此紧密联系,然而性质又有不同。营养生长是指稻株扩展营养体的生长,包括了种子发芽和根、茎、叶、分蘖的生长。生殖生长是指生殖器官的生长,包括稻穗的分化形成和开花结实。在栽培上,一般是以稻穗开始分化作为生殖生长开始的标志。实际上,稻穗开始分化之后至抽穗,营养器官的节间伸长,根系扩展,新叶增长,仍在旺盛进行。所以,稻株在幼穗分化之前是营养生长期,从幼穗分化开始后到抽穗是营养生长与生殖生长并进时期。
生育期 水稻生育期的长短是由品种的遗传特性和栽培地区的光温条件、耕作制度以及栽培技术等因素综合作用所表现的结果。而从本质上讲,则是决定于品种的感温性、感光性和基本营养生长性(简称水稻品种的 “三性”)
1 感温性 水稻因受温度高低的影响而改变其生育期的特性,称感温性。即高温出穗早,生育期缩短;低温出穗迟,生育期延长。这是水稻的共性。但是,温度对水稻生育期的影响是与日照的影响密切联系,互相作用的。由于早稻出穗不受日长的限制,所以早稻在生长适温范围内,温度越高,发育越快,生育期越短。而晚稻严格受短日条件的限制,在未满足短日条件时,单纯的高温对生育期的缩短很小。因此,晚稻品种早播并不能早抽穗。
2 感光性 水稻因受日照长短的影响而改变生育期的特性,称感光性。水稻是一种短日性植物,短日条件有促进品种抽穗的作用。但品种间对短日条件的反应是不一样的。晚稻品种对短日条件要求严格,特别是迟熟晚稻种感光性极强。所以晚稻必须在“夏至”之后,短日季节到来时才能出穗,早季播晚稻则生育期特长,一定要到秋季才能出穗。早稻品种经过早季长日环境的长期驯化,出穗期已不受短日条件的限制,不论早播还是迟播,只要满足积温的要求就能出穗,是属于对日长条件钝感或无感类型。
3 基本营养生长性 在最适于水稻发育的短日,高温条件下,水稻品种也要经过一个必不可少的最低限度的营养生长期,才能转入生殖生长,开始幼穗分化。这个不再受短日、高温影响的最短营养生育期,称为基本营养生长期。基本营养期的长短因品种而不同,这一特性称为品种的基本营养生长性。一般基本营养生长性大的品种感温、感光性都小;基本营养生长性小的品种,则有各种不同程度的感温性和感光性。基本营养生长性中等,感温、感光性都小的品种,一般适应性较大。
明确水稻品种生育期的特点以及品种生育期变化与“三性”特性之间的关系,对水稻栽培和引种工作有很重要的意义。例如,在水稻栽培上,目前生产上应用的生育期短、感温性强的品种,随着播种期的推迟而气温升高,生育期也缩短,但由于营养生长期不够,有机物质累积不足,使穗数减少和穗子变小。所以,生产上将早稻品种作晚稻栽培时,必须插嫩秧,以延长本田营养生长期。而一季晚稻品种,由于感光性强,需要在日短夜长的条件下才能由营养生长转为生殖生长,开始幼穗分化,因此,一季晚稻尽管提早播种,也不能在早季抽穗成熟。所以,生产上,一季晚稻不能作早稻栽培。又如在引种工作上,如果从广东引晚稻品种到长江中下游种植,一般由于日照变长、温度变低,而明显延长生育期,甚至不能抽穗或结实。但如果引进广东的早稻,则仅仅是生育期延长,但能正常抽穗结
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实,而且有的生长良好。如果引入东北的稻种到南方稻区栽培,由于日照变短,温度增高,大大加快了水稻的生长发育速度。所以,自东北引种时,应引入生育期长的稻种。水稻的引种工作,是一个比较复杂并直接影响粮食生产的大事情,因此,在大量进行引种时,必须先经过几年的适应性试验,这样才能避免造成不必要的人为损失。
水稻的生长发育过程:
种子发芽和幼苗生长 水稻的种子在一定的水分、温度和氧气条件下,就能萌发和生长。发芽时胚部膨大,胚乳贮藏物质逐渐分解向生长部位输送,胚芽和胚根的细胞急剧增大和分裂增殖。当胚突破谷壳时,称为“破胸”或“露白”,随后根、芽继续生长,当幼根达到谷粒长度、幼芽长度为谷粒的1/2时,称为“发芽”。在生产上,破胸和发芽在催芽过程中完成的。由于品种的地区来源不同,种子萌发的温度要求不完全一样。水稻最低萌发温度为:10-12℃,最适温度为25-32℃,最高温度为40℃左右。因而,催芽时若遇过高温度,则会“烧苗”。播种后,根往下扎,芽鞘冲出土面,从芽鞘中抽出只有叶鞘的不完全叶,因含有叶绿素,所以,秧苗开始现绿色,常称为“现青”。现青后不久,在不完全叶内抽出第一片具有叶鞘和叶片的叶,称为第一完全叶。简称第一叶。当第一叶抽出时,芽鞘节上开始长出两条不定根。在此之前幼苗扎根立苗全靠第一条种子根。因此,如胚根在催芽及播种过程中被碰断,就会影响扎根立针。在第一叶伸长过程中,芽鞘节上又可长出三条不定根,所以芽鞘节共有五条不定根。但从第二叶抽出期到第三叶开始抽出,幼苗无新的不定根发生。因此,芽鞘节的不定根生长好坏,除对扎根立苗有直接影响外,对离乳前后的养分吸收也有重要作用。当第三叶抽出时,胚乳的养分基本耗尽,称为离乳期。将离乳期前的这段时间称为“幼苗期”,以别于整个秧苗期。
叶和分蘖的生长 叶片的出叶速度与生育时期密切相关。离乳期前出生的3片叶速度最快,每出一叶只有3天左右。其中第一叶仅仅1-2天。分蘖期每出一叶为4-6天,生殖生长期每出一叶为7-9天。影响出叶速度最大的因素是温度,温度在32℃以下时,温度越高出叶越快。氮素、土壤、水分、播种量及栽培方式也有一定程度的影响。叶片的寿命,随着叶位上升而逐渐延长,1-3叶一般只有十多天,剑叶寿命最长的可达50天以上(晚粳稻)。干旱、缺肥、光照弱等对叶的寿命均有不利影响。稻株叶片的长度,品种间差异很大,肥力、水分、温度、光照等条件对叶长也有影响,其中以肥力影响较大。同一品种,在同一地区栽培,高额丰产的情况下,各叶长往往是稳定在一定幅度内的,所以,生产上可用叶长作为田间诊断的指标。
分蘖是水稻的重要特性,了解分蘖规律,对于制定合理的栽培技术措施有重要意义。分蘖俗称“发蔸”,是由茎基部的腋芽(分蘖芽)生长出来的。茎的每一个节上都有一个腋芽。稻株在适宜环境条件下,一般在第一完全叶叶腋开始发生分蘖。凡由主茎直接发出的分蘖,称为第一次分蘖。第一次分蘖茎上所发生的分蘖,称为第二次分蘖,依次类推。在生产上,一般利用第一次分蘖为多,利用第二次分蘖极少,杂交水稻有小部分第二次分蘖。第三次分蘖几乎不利用。分蘖的发生与母茎的出叶存在着密切关系。某一分蘖的出现期(分蘖的第一完全叶伸出期),与该分蘖着生节位以上母茎的第三叶出叶期相当。换句话说,母茎第某叶的出叶期,正是该叶以下的三叶位的分蘖出现期。分蘖发生的多少和状态,受环境因素和栽培技术措施的影响很大。除光、热、水、密植程度外,在较大程度
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上为氮素营养所支配。一般,在分蘖期,稻株叶片含氮率在3℅以上时,才能保证分蘖正常发生。分蘖在主茎拔节后向两级分化,较大的分蘖继续生长,抽穗开花,结实成熟,成为有效分蘖;较小的分蘖,生长缓慢,以致停顿,死之,成为无效分蘖。一般以全田茎蘖数达到与最后穗数相当的时期,称为有效分蘖终止期。后生的分蘖多为无效分蘖。我们可以根据具体情况采取促进和抑制的措施,有效和合理的利用分蘖特性。
茎的生长和稻穗形成 稻茎的发育是由下至上陆续分化形成的。水稻在发芽后,即由胚轴直接生出主茎,次第形成茎节,至拔节期开始明显伸长,到孕穗期急剧伸长。一般以茎秆基部节间伸长1.5-2.0厘米时作为拔节期记载标准。水稻在拔节之后,茎秆基部由扁变圆,俗称“圆秆”。这时,叶形由披散转向直立,根系也渐深扎。到抽穗开花期,茎秆伸长达到完全高度。水稻植株在光照阶段结束后,茎生长点开始分化稻穗。一般早稻的幼穗分化发生在拔节之前,中稻的幼穗分化发生在拔节开始的同时,晚稻的幼穗分化发生在拔节之后。水稻的幼穗自开始分化到完成发育大约需要30天的时间。稻穗分化发育的速度明显受日照和温度两个因素的影响,在日照较短的情况下,平均温度在22-28℃时,温度越高,发育越快。稻穗分化的状况首先决定稻穗分化前稻株的生长量和生理状态。稻株生长健旺,碳氮代谢协调是形成大穗的基础。同时,土壤营养、阳光、温度等环境条件都能影响稻穗的分化。。
开花结实 稻穗顶端伸出剑叶叶鞘时叫做抽穗。从穗顶露出到全穗抽出约需4天,温度高抽出快,反之抽出慢。一般说来,穗顶端的頴花露出剑叶叶鞘的当天或后1-2天即开始开花,全穗开花过程为5-7天,而第三天前后最盛。一天中水稻开花的时间受当日温度、湿度和天气的制约,气温高、田间湿度小和晴天,开花早;气温低,湿度高或雨天,盛花期推迟,甚至较分散。一般早、中稻的开花盛期为10-11时,晚稻的开花盛期为10-12点。温度对开花受精的影响较大,开花最适宜的温度为28-32℃,温度低于23℃或高于35℃裂药就要受到影响,当温度高于40℃时,花粉管伸长明显变劣。湿度和降雨对开花授粉关系密切,连续阴雨则会使受精率降低。湿度过大或过于干燥,对花粉发芽和花粉管的伸长均有阻碍作用,特别是干燥影响尤大。所以,通过稻田水层灌溉增加田间空气湿度,是减轻高温伏旱危害的有效措施。頴花在开花受精后,进入灌浆成熟过程,一般把谷粒的成熟过程分为乳熟、蜡熟、完熟和枯熟四个时期。完熟期米粒失水硬化,变得透明硬实,为适宜收获期。枯熟期小穗梗、枝梗易于断裂,此时收割一般损失较大。
图1 水稻的一生
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第三节 水稻的产量形成
水稻产量的构成因素 水稻产量是由单位面积上的有效穗数、每穗结实粒数(每穗頴花数*结实率)和粒重等三个因素所组成,它们之间存在着相互制约、相互补偿的密切关系。从理论上说,单位面积上有效穗数越多,每穗结实粒数越多,粒重越大,产量越高。但实际上,当有效穗数的增加超过一定限度时,每穗粒数、粒重并不增加,反而有所下降和减轻;反之,当穗数较少时,虽然穗大粒多,但因穗数不足,产量也不是最高。所以,高产水稻正是穗数、每穗结实粒数和粒重三者间矛盾的对立统一。只有通过这三者的合理运筹才可以达到单位面积上的最高产量。究竟以什么样的穗数、粒数和粒重才能获得最高产量,这是要根据品种特性、肥力条件以及栽培水平等决定,以目前各地水稻高产田的情况看,产量因素的配合方式大致有下列三种类型:
1 多穗型 即以足苗多穗取得高产。每亩穗数一般为40-45万,平均每穗实粒数为45-50粒。
2 大穗型 即以穗大粒多为主而取得高产。每亩穗数大多15-22万( 杂交水稻),也有25-30万的(常规水稻),平均每穗实粒数70粒(大穗常规品种)-130粒(杂交品种)。
3 穗粒并重型 即每亩穗数和每穗粒数都得到均衡发展。两者在产量构成中都占有重要地位。每亩穗数大多在30-35万,平均每穗实粒数60粒左右。 上述三种形式各有其特点,适合于不同条件下采用。例如多穗型的优点是基本苗较足,插后在早发或迟发,甚至不发的情况下,均有一定穗数和产量,适用于生育期较短的早、中熟矮秆品种及生产条件较差的低产地区和迟插田块,但因群体发展大,要加强中后期病虫防治。而大穗型这一途径对土质、壮秧、早发、足肥、精管等方面都要求较高,特别是成秧率和早发上若有失误,就会影响稳产,所以在当前生产水平,一般只适用于具有穗粒优势的杂交稻和生育期较长且穗型较大的常规品种,以及栽培水平较高的高产稻区。穗、粒并重型的优点是既有较好的个体,又有足够的群体,使穗多和粒多的矛盾能较好地得到协调统一,同时对各种不同气候条件的适应性也较强,因而较易稳产高产,一般在肥力条件中等以上,有一定种植经验的地区均可采用。总之,上述三种方式共同的途径是保证单位面积内有足够总粒数的基础上,力争有较高的结实率(80-85﹪),这样才能取得稳
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