《水稻的一生》PPT课件.ppt

1、1,水稻的一生 The Life History of Rice,徐才国,2009年,2,一、稻的起源与分类,(一)栽培稻种的起源,1.普通栽培稻（Oryza Sativa） 丁颖：宿根性多年生野生稻（O.perennis)或一年生普通野生稻（O.sativa L.f. spontanea) 普通栽培稻(O.sativa) 张德慈：多年生野生稻（O.rufipogon) 一年生野生稻（O.nivara) 普通栽培稻(O.sativa)。,3,普通栽培稻 起源于缅甸北部、老挝以及中国云南省和印度阿萨姆一带的“东南亚山地”。现在分布在世界各地，占栽培面积99%以上。,4,普通栽培稻,5,普通野生稻

2、与普通栽培稻比较,6,2、非洲栽培稻（Oryza Glaberrima）,又名光稃栽培稻 起源于非洲的短舌野生稻（Oryza Breviligulata） 起源中心位于非洲尼日尔河三角洲，现仅分布于西非，约占栽培面积的1%左右，丰产性差，但耐瘠性强。,7,非洲栽培稻（光稃栽培稻）,8,3.普通野生稻是我国栽培稻的祖先,我国的野生稻有三个： （）普通野生稻（Oryza sativa L.f.spontanea) （）药用野生稻(Oryza officinalis) （）疣粒野生稻(Oryza meyeriana),9,普通野生稻（Oryza sativa L.f.spontanea),10,药用

3、野生稻(Oryza officinalis),11,疣粒野生稻(Oryza meyeriana),12,（二）中国栽培稻种的演变与分类,籼亚种和粳亚种 早、中、晚季稻群 水稻和陆稻型 粘稻和糯稻变种 一般品种,13,粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型） 粘稻品种（基本型） 糯稻品种（变异型）,水稻 （基本型） 陆稻 （变异型） 水稻 （基本型） 陆稻 （变

4、异型） 水稻 （基本型） 陆稻 （变异型） 水稻 （基本型） 陆稻 （变异型）,晚季稻 （基本型） 早中季稻 （变异型） 晚季稻 （基本型） 早中季稻 （变异型）,籼亚种 （基本型） 粳亚种 （变异型）,普通栽培稻,14,1.籼粳稻,籼稻谷粒和米粒,粳稻谷粒和米粒,15,（1）籼稻和粳稻的主要区别,16,（2）籼、粳稻是两种不同的地理气候生态型,长江以南 主要是籼稻（太湖流域、苏南浙北为粳稻区，台湾主要为粳稻）； 黄河以北 主要为粳稻； 长江与黄河之间 籼粳交替。,1）籼、粳稻的分布,水平分布,云南省的丽江、昭通一带： 1750m以下：以籼稻为主(年平均温度17) 2000m以上：全是粳稻(年

5、平均温度16) 17502000m之间：籼粳交替(16年平均温度17),垂直分布,1）籼、粳稻的分布,18,2）籼、粳稻适宜的气候,籼稻,高温、高湿和强光的热带及亚热带地区。,粳稻,气候温和、光照较弱和较干燥的温带地区和热带高地。,19,（3）籼粳稻的形成,1）籼稻(Indica)：籼稻在形态特征、生理特性、地理分布等方面都与野生稻相似，且易与野生稻自然杂交结实。属基本型。 籼稻是最初由野生稻经人工驯化而演变成栽培稻的。 2）粳稻(Japonica)是在不同的地理环境（主要是温度）下分化形成的变异型。 即粳稻是由籼稻由南往北移或由低向高移的过程中，经过自然选择和人工选择逐渐适应于寒冷环境下生育

6、的一种气候生态型。,20,2晚稻和早中稻,晚稻和早稻的区别在于对日长反应的特性不同： 晚稻：与华南的野生稻一样对短日照敏感，严格要求在短日条件下完成光周期诱导，所以晚稻是基本型。 早稻：在完成光周期诱导时对日照长短没有严格要求。由此认为，早稻是由晚稻在较长的日照条件下，经人工培育选择而形成的变异型。 中稻：迟熟品种对日长的反映接近晚稻；早中熟品种接近早稻。,21,水稻和陆稻（旱稻）,水稻与陆稻的区别在于耐旱性不同，在对水分关系上没有本质的区别，只是存在着量上的差异： 水稻 (包括深水稻和浮水稻)：通气组织发达，但耐旱性差，其生活习性与沼泽植物的野生稻相似属基本型。 陆稻（旱稻）：通气组织不发达

7、，其根系发达，耐旱性强，属变异型。,22,低地雨育稻,23,灌溉稻,24,深水稻（右）浮稻（下）,25,印度的陆稻（upland field,Rajendranagar,India),26,陆稻（旱稻）,27,4. 粘稻与糯稻,粘稻与糯稻的主要区别在于胚乳淀粉的性质不同 粘稻：胚乳内含直链淀粉15%30%，支链淀粉70%85%，且糊化温度高，胀性大，因为野生稻只有粘稻，故粘稻与野生稻相似，属基本型。 糯稻：胚乳内含 1%2%的直链淀粉或几乎不含直链淀粉，全部为支链淀粉，且糊化温度低，胀性小，因野生稻没有糯稻，故属于变异型。,28,粘稻米 糯稻米,29,粘稻和糯稻的比较,30,二、水稻的发育特性

8、及其在生产上的应用,(一)品种的生育期,水稻品种的生育期，短的不足100d，长的超过180d，其中幼穗分化至成熟一般为60-70d左右，其余为营养生长期。所以，品种生育期长短的差异主要在于营养生长期。,31,(二)水稻的发育特性-“三性”,（1）感光性：在适于水稻生长发育的温度范围内，短日照可使生育期缩短 ，长日照可使生育期延长，这种受日照长短的影响而改变生育期的特性称为水稻品种的感光性。,32,例如，晚稻品种“农垦58”（长沙）6月15号播种经人工短日照处理（11h/d）后，播种至抽穗的天数为46d，而在自然光照下播种到抽穗的天数为85d，两者相差39d，因为两者生长发育期间的温度是相同的，

9、所以两者生育期的变化可以认为主要是日照长短的作用所引起的。,33,对于感光性的品种来说，短日可以促进抽穗，所谓短日并非是日长一定要短于12h, 而是指短于某一日长条件抽穗早，长于某一日长则抽穗延迟，这就是所谓的延迟抽穗的“临界日长”。例如华中地区的晚粳品种“老来青”其延迟抽穗的临界日长为13.5h，也有人把“临界日长”理解为诱导幼穗形成的日长，长于此“临界日长”则当年自然条件下不能抽穗。,34,在某种意义上讲，少数的感光性特强的晚稻品种在控制温度的实验条件下具有“临界日长”，而多数感光性晚稻品种都没有这种“临界日长”，而只需要有一个短日照 的范围就行。但是感光性的晚稻品种在短日照条件下能促进其

10、抽穗，并非日照越短抽穗越快，如用8个小时短日照处理，通常反会使抽穗延迟，如日长在4小时以下甚至引起生长停止。,35,我国南北各稻区在水稻生育期间的日长大致在1117h范围内，而诱导感光性品种的日长一般为1214h，因品种不同，用912h日长处理的促进抽穗最显著，其中迟熟的感光性品种，促进抽穗的最适日长都较短。,36,（2）感温性：在适于水稻生长发育的温度范围内，高温可使生育期缩短 ，低温可使生育期延长，这种受温度高低的影响而改变生育期的特性称为水稻品种的感温性。 例如，早稻早熟品种“二九青”（长沙）在3月25日播种，短日照（11h/d）处理15d后，从播种至抽穗的天数为86d，而在6月15日播

11、种同样短日处理，从播种到抽穗的天数仅47d，两者相差39d，显而易见这种生育期的差异是由温度不同而引起的。,37,（3）基本营养生长性：在最适的短日、高温条件下，水稻品种仍需经一个最短的营养生长期，才能转入生殖生长，这个最短的营养生长期，称为基本营养生长期。反映基本营养生长期长短的差异的品种特性称为基本营养生长性。 在营养生长期中受短日高温缩短的那部分生长期称为可变营养生长期。,38,如鄂晚三号（武汉华农）在自然光照下早季播种，播种至穗分化为82d，在10h 的光照下，晚季播种，播种至穗分化为19d，两者相差63d，这63d为可变营养生长期，19d是基本营养生长期。,39,南方稻区水稻品种的“

12、三性”特点,40,在引种方面的应用,（1）纬度和海拔相近的地区，东西方向相互引种：因日长和温度条件相近，易于成功。 （2）北种南引：因生育期间的日长变短，温度提高，品种的生育期缩短，通常减产。 （3）南种北引：因生育期间的日长变长，温度降低，品种的生育期延长，只要种植制度允许，能安全齐穗，通常增产。 （4）高海拔品种引至低海拔：生育期的变化与北种南引相似。 （5）低海拔品种引至高海拔：与南种北引相似。,41,三、水稻的生长发育与器官建成,水稻的一生在栽培学上是指从种子萌动开始到新种子成熟为止。 营养生长期、生殖生长期(包括：营养生长期和生殖生长期并进期、生殖生长期)。,（一）水稻的生长发育过程

13、,42,播种期,插秧期,终止期 有效分蘖,幼穗分化期最高分蘖期,成熟期,抽穗期,株高伸长曲线,穗长伸长曲线,分蘖伸长曲线,43,1.营养生长期,（1）幼苗期：从稻种萌动开始至3叶期。 （2）分蘖期：从4叶长出开始萌发分蘖直到拔节为止。 （3）返青期：秧苗移栽后，由于根系损伤，有一个地上部生长停滞和萌发新根的过程，约需7d左右才恢复正常生长，这段时间称返青期，也称缓苗期。,（4）有效分蘖期：一般认为水稻进入拔节期具有4片叶的分蘖为有效分蘖。而有效分蘖临界期为品种主茎总叶片数减去地上总伸长节间数的叶龄期，即N-n，N为主茎主叶片数，n为伸长节间数，如杂交稻17片叶，伸长节间数为5个，17-5=12

14、，即主茎第12片叶出生前后为有效分蘖期。 （5）无效分蘖期：水稻进入拔节期前后和以后所形成的分蘖，叶片数2叶1心为无效分蘖。,45,生殖生长期：是结实器官的生长，包括稻穗的分化形成和开花结实，分长穗期和结实期。 实际上从稻穗分化到抽穗是营养生长和生殖生长并进时期，抽穗后基本上是生殖生长期。 长穗期从穗分化开始到抽穗止，一般需要30d左右，生产上也常称拔节长穗期。 结实期从出穗开花到谷粒成熟，又可分为开花期、乳熟期、蜡熟期（黄熟期）和完熟期，大约30d左右。,2.生殖生长期,46,凡先进入幼穗分化而后拔节的,称为重叠生育型。如地上部伸长3-4个节间的华中早稻品种。 拔节和幼穗分化一般同时进行的，

15、称为衔接生育型。如地上部伸长5个节间的中稻品种及杂交水稻组合。 拔节后隔一段时间再幼穗分化的称为分离生育型。如地上部伸长6个或6个以上节间的一季晚稻品种。如农垦58、沪选19、老来青等，6个伸长节间，昆稻2号7个伸长节间。 华南地区不论早、晚稻，其早熟品种为重叠生育型，中熟品种为衔接生育型，晚熟品种为分离生育型。,3.水稻的生育型,47,(二)水稻的器官建成,1.种子(seed)发芽与幼苗生长,（1）谷粒的结构,48,50,（2）稻种的萌发,休眠状态：大部分籼稻无明显休眠期；部分粳稻如早粳有不太长的休眠期，约为1-4周。打破水稻休眠，可以在非封闭的条件下用50左右温度把种谷加热45天。种谷直接

16、暴露受热是无害的。但当种谷密闭阻止失水时，受热时间延长便可能死亡。 成熟度：成熟度高，发芽率高。开花后的第7天，胚的分化基本完成，具有一定的发芽能力。开花后的14天，发芽率明显提高。至蜡熟期就具备完全的发芽能力。 贮藏条件：含水率籼稻50-60%。 时间：安全含水率以下，存放在玻璃干燥器中，3年仍有很高的发芽率。3-4，含水率8-9%，保存10-15年。,53,（3）稻种萌发需要的适宜环境条件,1）足够的水分：吸水量为本身风干重的25%开始萌发，40%正常发芽。 要达到足够的种子含水量，浸种时间因浸种温度不同而异。当水温在30时约35h，水温20时约60h以上，水温10时约70h，所以早、中稻

17、浸种时气温、水温都低需浸3d，迟播的中稻因气温水温升高浸种2d即可，晚稻气温水温都高，浸12d，但要注意勤换水。,2）适宜的温度：发芽的最低温度为10 (粳)，12 (籼)，最适温度为28-35，最高温度为40。 高温破胸：将吸足水的种子放在3538的温水中持续20h左右，即可破胸（露白） 适温催根：当种谷开始破胸，降到30 左右进行催根。 保温催芽：当80%以上的胚根突破种皮时，将温度降至25左右并淋透水分进行催芽。当芽长达半粒谷，根长达1粒谷长时，即可摊凉冻芽，并保持湿润。 3）充足的氧气：稻种萌发和幼苗生长，还要有充足的氧气。,56,2.根(Root)的生长,根的类型： 种子根：由胚根发

18、育而来，只有一条。 不定根：由茎基部若干不伸长的节上发生，又称节根。最初从芽鞘节上长出的不定根叫芽鞘节根，共5条，靠近种根一侧的有3条，其对边有2条。,57,2.根的生长,水稻播种后，其种子根向下生长，当第一片完全叶长出后，开始生长不定根，也称节根，最先从芽鞘节上长出的5条不定根称芽鞘节根，即所谓的“鸡爪根”。随后在地表下部各分蘖节即根节，由下向上长出不定根（节根）。整个根系的生长按照发根节位可分为上位节根和下位节根，它们的发生均遵循与叶龄N-3的规律。下位节根是水稻分蘖期功能根系，其根数和根长随分蘖数的增加而增加，并开始向纵深生长。上位节根发生在拔节期前后，是后三叶决定产量的主要功能根系。整

19、个根系的生长到抽穗期达到高峰。,58,根和生长与叶龄进程,59,60,61,叶的生长来自于茎的生长点顶端分生组织，在种子萌发过程中按互生的顺序分化出叶原基，随后叶原基逐渐伸长。首先是叶片的伸长，然后是叶鞘的伸长，当叶片伸长达810mm时，卷筒状的叶片基部出现缺痕，此后在此缺痕处分化出叶舌和叶耳。,3.叶（Leaf）的生长,62,稻叶形态分为3种： 1）发芽时最先出现的是无色薄膜状的芽鞘。 2）从芽鞘中长出的第一片绿叶，只有叶鞘，一般称为不完全叶。 3）自第二片绿叶起，叶片、叶鞘清晰可见，习惯上称为完全叶。完全叶包括叶片、叶鞘、叶舌、叶耳和叶枕。,（1）叶的形态,63,64,65,栽培稻的主茎总

20、叶数 (指完全叶数)，大多在11-19叶之间，主茎的叶数与茎节数一致，与品种生育期有直接关系。 生育期为95-120d的早稻：约有10-13片叶； 生育期为120-150d的中稻：约有14-16片叶； 生育期150d以上的晚稻：总叶数在16片以上。 同一品种栽培于不同条件下，若生育期延长，出叶数往往也增加；生育期缩短，出叶数也减少。,（2）主茎叶数,66,稻株各叶位叶的长度，有一相对稳定的变化规律。从第1叶开始向上，叶长由短而长，至倒数第3叶又由长到短。,（3）叶长,67,（4）叶的寿命,出叶速度 幼苗期的 出叶间隔2-4d； 着生在分蘖节上的叶 出叶间隔4-6d； 着生在茎秆节上的叶 出叶间

21、隔7-9d。,68,叶、蘖同伸现象：母茎第n叶出现时，正是（n-3）叶位的分蘖出现期。从主茎上发生的分蘖为一级分蘖，从一级分蘖上发生的分蘖为二级分蘖，依次类推。,4.分蘖,69,70,有效分蘖和无效分蘖,1）有效分蘖：在拔节时 4叶期（3叶1心）的分蘖。 2）无效分蘖：在拔节时 3叶期（2叶1心）的分蘖。,71,茎的初期生长则由于顶端分生组织的活动形成新的茎节和叶子。从穗分化开始到结束，茎顶端分生组织退化。则后期的生长靠居间分生组织，当茎的各个节间进行居间生长，开始伸长达12cm时，称为拔节。所以水稻茎的生长是由顶端生长开始经居间生长结束的。,5.茎（culm）的生长,72,节间充实：伸长期后

22、，节与节间物质不断充实，硬度增加，单位体积重量达到最大值。 物质输出：抽穗后，茎秆中贮藏的淀粉经水解后向谷粒转移，一般抽穗后2ld左右，茎秆的重量下降到最低水平。,73,（1）茎的功能：茎有支持、输导和贮藏的功能。 （2）茎的结构：稻茎一般中空呈圆筒形，着生叶的部位是节，上下两节之间为节间。稻茎由节和节间两部分组成。 分蘖节或根节：稻茎基部的节间不伸长，各节密集，节上发生根和分蘖，习惯上称它为分蘖节或根节。 茎秆：茎上部有若干伸长的节间形成茎秆。,74,主茎总节数 一般具有9-20个节，4-7个伸长节间。 节间伸长初期，是节间基部的分生组织细胞增殖与纵向伸长引起的，生产上称为拔节。,50%的茎

23、蘖基部节间伸长1-2cm时称为拔节期。,75,76,稻穗结构,6.水稻的穗（Panicle）,穗轴 panicle axis,一次枝梗 primary branches,二次枝梗 secondary branches,小穗梗 pedicel,小穗 spikelet,剑叶,77,小穗的结构,水稻,78,79,80,81,稻穗的发育,82,（2）稻穗的发育,丁颖将稻穗的发育划分为八个时期，其中前四期为幼穗形成期（生殖器官形成期），后四期为孕穗期（生殖细胞发育期）。,83,1）第一苞分化期 幼穗开始分化时，首先在生长锥基部，剑叶原基的对面分化出环状突起，即为第一苞原基。第一苞分化穗颈节，其上部就是穗

24、轴，所以第一苞分化期又称穗颈节分化期，是生殖生长的起点。,第一苞原基分化与剑叶原基分化模式图 1.生长锥 2.叶原基 3.剑叶原基 4.第一苞原基,第一苞分化有两个明显特征：(1)叶原基分化是在前一叶叶原基遮住了生长点之后才开始发生，而第一苞原基是在剑叶原基还没有遮着生长点时就分化形成；(2)苞原基在生长期初期与生长锥中轴的夹角为一钝角；而叶原基小，一般为锐角。,85,未分化期,第一苞分化期 实物图,VA.营养生长锥 L.叶原基,A.茎尖 B.第一苞原基 FL.剑叶原基,86,当第一苞原基增大后，在生长锥基部继续分化新的横纹，即为第二苞、第三苞原基。这些苞的出现，标志一次枝梗原基分化开始。 接

25、着在这些苞的腋部生出新的圆锥形突起，这些突起就是第一次枝梗原基。一次枝梗原基分化的顺序是由下而上，逐渐向生长锥顶端进行的，当分化达到生长锥顶端时，在苞着生处开始长出白色的苞毛，至此第一次枝梗原基分化结束。,2）一次枝梗原基分化期,87,生长锥上出现的横纹,苞,分化初期幼穗外形,分化后期幼穗外形,第一次枝梗原基,苞毛,苞,2）一次枝梗原基分化模式图,88,2）一次枝梗原基分化实物图,PB.一次枝梗原基 B:第一苞原基,89,2一次枝梗原基分化期,90,一次枝梗原基分化结束时，位于生长锥顶端最迟分化的一次枝梗原基生长最快，并在它的基部又分化出苞，在苞的腋部分化出小突起，即为二次枝梗原基。接着，下一

26、个一次枝梗原基也逐渐由下而上在苞腋中分化出二次枝梗原基。依此类推。这时幼穗长0.5-1.0mm，全部被苞毛覆盖。,3）二次枝梗及颖花原基分化期,二次枝梗原基分化,91,3）二次枝梗及颖花原基分化模式图,分化初期幼穗外形,从左幼穗中剥下的一个一次枝梗,第一次枝梗原基,苞毛,苞,第二次枝梗原基,92,二次枝梗原基分化期实物图 生长锥外形,93,二次枝梗原基分化,PB.一次枝梗原基 SB.二次枝梗原基,94,颖花原基分化模式图,95,颖花原基分化始期实物图 生长锥外形,96,颖花原基分化,S.小穗原基 注意:顶端的小穗已开始分化出颖片原基(G),97,G 颖片原基 L 外稃原基 SL 不孕外稃原基,颖花原基分化始期,98,颖花原基分化后期顶面观,99,穗上部发育最快的颖花原基，在其内颖和外颖内又出现一些小突起，即雌雄蕊原基，它们挤在一起，为内颖和外颖所包围，显微镜观察似一窝鸡蛋。这种分化由穗上部的颖花向穗下部的颖花推进。当穗最下部的二次枝梗上的颖花陆续分化完毕时，全穗最高颖花数已定。 随后,穗轴、枝梗开始迅速伸长,内外颖也伸长而相互合拢，雄蕊分化出花药和花丝,雌蕊分化出柱头、花柱和子房。至此，穗部各器官全部分化完毕，幼穗雏形已经形成,全穗长5-l0mm。此后,幼穗发育由分化形成期转入生殖细胞形成期，即