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水稻

来源:互联网  更新时间:2014-07-01 12:03:57

水稻
水稻

水稻原产亚洲热带,在中国广为栽种后,逐渐传播到世界各地。按照不同的方法,水稻可以分为籼稻和粳稻、早稻和中晚稻、糯稻和非糯稻。我国科学家袁隆平对杂交水稻的研究作出了巨大贡献,被誉为“杂交水稻之父”。水稻所结稻粒去壳后称大米或米。世界上近一半人口,都以大米为食。大米的食用方法多种多样,有米饭、米粥、米饼、米糕、米线米酒等。水稻除可食用外,还可以酿酒、制糖作工业原料,稻壳、稻秆也有很多用处。我国水稻主产区主要是东北地区、长江流域、珠江流域。水稻所结子实即稻谷,去壳后称大米或米。属于直接经济作物。还是人类的主食。

水稻简述

水稻是一年生禾本科植物,24条染色体。额水稻喜高温、多湿、短日照,对土壤要求不严,水稻土最好。幼苗发芽最低温度10~12℃,最适28~32℃。分蘖期日均20℃以上,穗分化适温30℃左右;低温使枝梗和颖花分化延长。抽穗适温25~35℃。开花最适温30℃左右,低于20℃或高于40℃,受精受严重影响。相对湿度50~90%为宜。穗分化至灌浆盛期是结实关键期;营养状况平衡和高光效的群体,对提高结实率和粒重意义重大。抽穗结实期需大量水分和矿质营养;同时需增强根系活力和延长茎叶功能期。每形成1千克稻谷约需水500~800kg。

水稻属须根系,不定根发达,穗为圆锥花序,自花授粉。是一年生栽培谷物。秆直立,高30~100cm。叶二列互生,线状披针形,叶舌膜质,2裂。圆锥花序疏松;小穗长圆形,两侧压扁,含3朵小花,颖极退化,仅留痕迹,顶端小花两性,外稃舟形,有芒;雄蕊6;退化2花仅留外稃位于两性花之下,常误认作颖片。颖果。原产于中国。是世界主要粮食作物之一。中国水稻播种面占全国粮食作物的1/4,而产量则占一半以上。栽培历史已有14000~18000年。为重要粮食作物;除食用颖果外,可制淀粉、酿酒、制醋,米糠可制糖、榨油、提取糠醛,供工业及医药用;稻秆为良好饲料及造纸原料和编织材料,谷芽和稻根可供药用。

水稻所结子实即稻谷,去壳后称大米或米。世界上近一半人口,包括几乎整个东亚和东南亚的人口,都以稻米为食。水稻主要分布在亚洲和非洲的热带和亚热带地区。稻的栽培历史可追溯到约西元前12000~16000年前的中国湖南。在1993年,中美联合考古队在道县玉蟾岩发现了世界最早的古栽培稻,距今约14000~18000年。水稻在中国广为栽种后,逐渐向西传播到印度,中世纪引入欧洲南部。除称为旱稻的生态型外,水稻都在热带、半热带和温带等地区的沿海平原、潮汐三角洲和河流盆地的淹水地栽培。种子播在准备好的秧田上,当苗龄为20~25天时移植到周围有堤的水深为5~10cm的稻田内,在生长季节一直浸在水中。收获的稻粒称为稻谷,有一层外壳,碾磨时常把外壳连同米糠层一起去除,有时再加上一薄层葡萄糖和滑石粉,使米粒有光泽。碾磨时只去掉外壳的稻米叫糙米,富含淀粉,并含约8%的蛋白质和少量脂肪,含硫胺、烟酸、核黄素、铁和钙。碾去外壳和米糠的大米叫精米或白米,其营养价值大大降低。米的食用方法多为煮成饭。在东方、中东及许多其他地区,米可配以各种汤、配菜、主茶食用。碾米的副产品包括米糠、磨得很细的米糠粉和从米糠提出的淀粉,均用作饲料。加工米糠得到的油既可作为食品也可用于工业。碎米用于酿酒、提取酒精和制造淀粉及米粉。稻壳可做燃料、填料、抛光剂,可用以制造肥料和糠醛。稻草用作饲料、牲畜垫草、覆盖屋顶材料、包装材料,还可制席垫、服装和扫帚等。稻的主要生产国是中国、印度、日本、孟加拉国、印度尼西亚、泰国和缅甸。其他重要生产国有越南、巴西、韩国、菲律宾和美国。上个世纪晚期,世界稻米年产量平均为4000亿公斤左右,种植面积约1.45亿公顷。世界上所产稻米的95%为人类所食用。

水稻除称为旱稻的生态型外,大都在热带、亚热带和温带等地区的沿海平原、潮汐三角洲和河流盆地的淹水地栽培(水稻)。种子播在准备好的秧田上,当苗龄为20~25天时移植到周围有堤的水深为5~10cm(2~4寸)的稻田内,在生长季节要一直浸在水中。

我国农业部于1996年启动实施了超级水稻育种计划,其中超级杂交稻的产量指标。

在国家“863”等科技计划的持续支持下,通过形态改良及利用籼粳亚种间杂种优势,至2000年,我国已育成几个超级杂交稻组合,实现了第一阶段单季水稻产量指标;从2001年起,我国开展了第二阶段的超级杂交水稻选育,并已取得突破,且提前一年实现了第二期的目标。

2006年,国家科技部立项和启动了第三阶段超级杂交稻育种计划,即到2015年第三期单季超级杂交稻大面积示范的产量指标是900公斤/亩。

育种实践表明,通过育种提高作物产量,可以归纳出两条有效途径:一是形态改良,二是杂种优势利用。单纯的形态改良,潜力有限;杂种优势不与形态改良相结合,效果一般较差。相关育种途径和技术,包括基因工程在内的高技术,最终将落实到优良的形态和强大的的杂种优势上,才会对提高产量有贡献。但是,育种进一步向更高层次发展,也必须依靠生物技术的进步。

1、形态改良。优良株型是高产的基础。根据现有研究进展情况,超高产品种具有高冠层、矮穗层、中大穗的形态特征。稻谷产量=生物学产量×收获指数。现行的矮杆品种收获指数已很高,进一步提高收获指数已相当有限,因此,主要应依赖提高生物学产量以进一步提高稻谷产量。从形态学观点看,提高植株高度是提高生物学产量有效而可行的方法,然而这种方法会引起倒伏,为缓解该问题,不少育种家正试图使茎杆更粗壮,但此举会导致收获指数下降,因此很难达到高产。如果将由叶片组成的高叶冠层植株模型能同时将高生物学产量、高收获指数和高度抗倒伏三者较好的统一,即可实现超高产。

2、提高杂种优势水平。水稻的杂种优势强弱有如下的趋势:籼粳交>籼爪交>粳爪交>籼籼交>粳粳交。研究表明,籼粳交杂交稻库大源足,其产量潜力比现行在生产上应用的品种间杂交稻可提高30%以上。但是,要利用籼粳杂种优势的难度很大,经过近十年的努力,我国在利用籼粳杂种优势育种上终于取得成功,育成一批结实率正常的具有超高产潜力的籼粳杂交稻组合。

3、借助分子技术。

稻谷构造

稻叶在幼年时,跟杂草非常相似,一样具有长扁型的外观,农人多依赖稻叶特殊的叶耳与叶舌来区分。叶耳就是稻叶叶环的两端长出耳状之物,叶舌则是稻叶叶环内长出的薄膜。稻叶的叶脉是平行的,中央有很明显的中脉,呈绿色,在中肋,边缘或尖端有时也会有紫色色素。

稻子的根呈胡须状,细短而多,随着稻的成长数量会增多,稻株旁也会不断长出小枝来。

稻成为稻穗后,一株稻穗约开200~300朵稻花,一朵稻花会形成一粒稻谷。稻花没有花瓣,也很难看到雄蕊雌蕊,它们都由稻花的内外颖保护着。稻在自体授粉时,雄蕊上的花药会破裂,花粉相当细小,会随风力飘走,稻的摇摆,落到隔壁雌粉上头。与雌粉子房中的胚珠结合,发育而成胚芽,也就是人类食用和摄取营养的主要来源。在胚芽附近,还有浆状的胚乳会不断增加,使子房日渐肥大。外观上则会看到绿色的稻谷上有细毛,称为稻芒。由外而内分别有稻壳(颖)、糠层(果皮、种皮、糊粉层的总称)、胚及胚乳等部分。

稻的生长非常快,最久一年,最快则三到四个月,生育期在130-140天左右,就能从发芽、开花、完成结实的过成。稻的种子在伸出幼芽的时间仅需两三天,幼芽抽出第一片叶子,又只需要三天,因此在气候温和的地区,一年可种三期稻。农人选稻种时,多会将其泡在水中,轻而浮起的稻种会被淘汰,剩下来的就会培育成稻苗。

形态特征

一年生水生草本。秆直立,高0.5-1.5米,随品种而异。叶鞘松弛,无毛;叶舌披针形,长10-25毫米,两侧基部下延长成叶鞘边缘,具2枚镰形抱茎的叶耳;叶片线状披针形,长40厘米左右,宽约1厘米,无毛,粗糙。圆锥花序大型疏展,长约30厘米,分枝多,棱粗糙,成熟期向下弯垂;小穗含1成熟花,两侧甚压扁,长圆状卵形至椭圆形,长约10毫米,宽2-4毫米;颖极小,仅在小穗柄先端留下半月形的痕迹,退化外稃2枚,锥刺状,长2-4毫米;两侧孕性花外稃质厚,具5脉,中脉成脊,表面有方格状小乳状突起,厚纸质,遍布细毛端毛较密,有芒或无芒;内稃与外稃同质,具3脉,先端尖而无喙;雄蕊6枚,花药长2-3毫米。颖果长约5毫米,宽约2毫米,厚约1-1.5毫米;胚比小,约为颖果长的1/4。染色体2n=24(Shu et Qu 1985, Yao Z.1984),x=12(Mukhergee et Debnath 1985)。

生长习性

水稻喜高温、多湿、短日照,对土壤要求不严,水稻土最好。幼苗发芽最低温度10~12℃,最适28~32℃。分蘖期日均20℃以上,穗分化适温30℃左右;低温使枝梗和颖花分化延长。抽穗适温25~35℃。开花最适温30℃左右,低于20℃或高于40℃,受精受严重影响。相对湿度50~90%为宜。穗分化至灌浆盛期是结实关键期;营养状况平衡和高光效的群体,对提高结实率和粒重意义重大。抽穗结实期需大量水分和矿质营养;同时需增强根系活力和延长茎叶功能期。每形成1千克稻谷约需水500~800千克。

稻是一种禾本科,单子叶,性喜温湿一年生草本自花授粉植物。根据生长习性,稻又可分为水稻和旱稻。通常水稻被分为两种即籼稻(Indica rice)和粳稻(Japonica rice)。一般籼稻起源于亚热带,种植于热带和亚热带地区。粳稻种植于温带和寒带地区。

物种分布

1、华南双季稻稻作区 位于南岭以南,我国最南部。包括闽、粤、桂、滇的南部以及台湾省、海南省和南海诸岛全部。

2、华中双季稻稻作区 东起东海之滨,西至成都平原西缘,南接南岭,北毗秦岭、淮河,是我国最大的稻作区。

3、西南高原单双季稻稻作区 地处云贵和青藏高原,黔东湘西高原。

4、华北单季稻稻作区 位于秦岭、淮河以北,长城以南,关中平原以东,包括京、津、冀、鲁和晋、陕、苏、皖的部分地区。

5、东北早熟单季稻稻作区 位于辽东半岛和长城以北,大兴安岭以东,包括黑、吉全部和辽宁大部及内蒙古东北部。

6、西北干燥区单季稻稻作区 位于大兴安岭以西,长城、祁连山与青藏高原以北。银川平原、河套平原、天山南北盆地的边缘地带是主要稻区。水稻面积仅占全国的0.5%

水稻的分类

由于稻是人类的主要粮食作物,据知世界上可能超过有14万种的稻,而且科学家还在不停的研发新稻种,因此稻的品种究竟有多少,是很难估算的。有以非洲米和亚洲米作分类,不过较简明的分类是依稻谷的淀粉成份来粗分。稻米的淀粉分为直链及支链两种。支链淀粉越多,煮熟後会黏性越高。

1、籼稻和粳稻

①籼稻:有20%左右为直链淀粉。属中黏性。籼稻起源于亚热带,种植于热带和亚热带地区,生长期短,在无霜期长的地方一年可多次成熟。去壳成为籼米后,外观细长、透明度低。有的品种表皮发红,如中国江西出产的红米,煮熟后米饭较干、松。通常用于萝卜糕、米粉、炒饭。

②粳稻:粳稻的直链淀粉较少,低于15%。种植于温带和寒带地区,生长期长,一般一年只能成熟一次。去壳成为粳米后,外观圆短、透明(部分品种米粒有局部白粉质)。煮食特性介于糯米与籼米之间。用途为一般食米。

籼稻和粳稻是长期适应不同生态条件,尤其是温度条件而形成的两种气候生态型,两者在形态生理特性方面部有明显差异。在世界产稻国中,只有中国是籼粳稻并存,而且面积都很大,地理分布明显.籼稻主要集中于中国华南热带和淮河以南亚热带的低地,分布范围较粳稻窄.籼稻具有耐热,耐强光的习性,它的植物学特性为粒形细长,米质粘性差,叶片粗糙多毛,颗壳上茸毛稀而短以及较易落粒等,都与野生稻类似,因此,籼稻是由野生稻演变成的栽培稻,是基本型.粳稻分布范围广泛,从南方的高寒山区,云贵高原到秦岭,淮河以北的广大的地区均有栽培.粳稻具有耐寒,耐弱光的习性,粒形短圆,米质粘性较强,叶面少毛或无毛,颖毛长密,不易落粒等特性,与野生稻有较大差异。因此,可以说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、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、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较少,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,北方稻区只仑有少量陆稻栽培。

4、非糯稻和糯稻

糯稻:中支链淀粉含量接近100%,黏性最高,又分粳糯及籼糯。粳糯外观圆短,籼糯外观细长,颜色均为白色不透明,煮熟后米饭较软、黏。通常粳糯用于酿酒、米糕,籼糯用于八宝粥、粽子。

中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。

此外,在水稻分类学上,根据稻作栽培方式和生长期内需水量的多少,有水稻和旱稻之分。旱稻,也称陆稻,是种植于旱地靠雨养或只辅以少量灌溉的的稻作,一生灌水量仅为水稻的1/4~1/10,适于低洼易涝旱地、雨水较多的山地及水源不足或能源紧缺的稻区种植。

5、旱稻和水稻

要了解稻,最基本的分法,往往先根据稻生长所需要的条件,也就是水份灌溉来区分,因此稻又可分为水稻和旱稻。但多数研究稻作的机构,都针对于水稻,旱稻的比例较少。

旱稻又可称陆稻,它与水稻的主要品种其实大同小异,一样有籼、粳两个亚种。有些水稻可在旱地直接栽种(但产量较少),也能在水田中栽种。旱稻则具有很强的抗旱性,就算缺少水份灌溉,也能在贫瘠的土地上结出穗来。旱稻多种在降雨稀少的山区,也因地域不同,演化出许多特别的山地稻种。旱稻已成为人工杂交稻米的重要研究方向,可帮助农民节省灌溉用水。

有一说最早的旱稻可能是占城稻。中国古籍宋史《食货志》就曾经记载,“遣使就福建取占城稻三万斛,分给三路为种,择民田之高仰者莳之,盖旱稻也……稻比中国者穗长而无芒,粒差小,不择地而生。”但仍有争议,原因就在于学者怀疑以地区气候来论,占城稻有可能是水稻旱种,而非最早的旱稻。

6、人工稻

提到人工水稻,1973年,袁隆平成功用科学方法产出世界上首例的杂交水稻,因此被称为杂交水稻之父。他经过四年的研究,带领团队从世界上几百个稻种中探索,并在稻种的自花授粉上有了自己的心得。袁隆平认为野稻并不一定全为自花授粉,他在海南岛找寻到一种野稻称为“野败”,并成功的与现有水稻配种出一些组合稻种。这些组合稻种无法自体授粉,而需仰赖旁株稻种的雄蕊授粉,但产量比原水稻多上一倍。不过最初的几年,培育出的新稻虽然稻量增加,而且多数没有花粉,符合新品种的需求,但其中有的却有花粉,能产出下一代,而且稻量不丰;但袁隆平并没有放弃,一直到了第九年,上万株的新稻都没有花粉,达成了新品种的要求,也就是袁隆平的三系法杂交水稻。

稻的生育类型

水稻的生育类型是指水稻分蘖终止期(拔节期)与稻穗开始分化时期之间不同起讫关系水稻开始穗分化与拔节的关系分为三种

1、重叠型:穗分化先于拔节,即分蘖尚未终止穗开始分化,分蘖期与长穗有部分重叠。作为三熟制栽培的双季稻或早熟的中稻属次类型。

2、衔接型:穗分化与拔节基本同时进行,也就是分蘖终止期便开始穗分化,即分蘖期与长穗期相衔接。地上部有5个伸长节的中熟品种,生产止促控结合。多是吃熟的中稻和早熟晚稻。

3、分离型:拔节先于穗分化,分蘖终止后10~15天开始穗分化,即分蘖期和长穗期相分离。地上部有6个或6个以上的伸长节属于该类型。由于它营养生偏长,所以在栽培上当控制前期生长,确保安全成熟。大多迟熟的晚稻属次类型。

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