作物栽培学.ppt
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1、2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,1,作物栽培学,第四章 水稻栽培,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,2,图片来源,第一节 概述 第二节 水稻栽培的生物学基础 第三节 水稻育秧 第四节 水稻插秧 第五节 水稻本田管理技术,第四章 水稻栽培,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,3,第一节 概述,一、水稻的生产特点和经济特点 二、水稻的生产概况 三、水稻的种植方式 四、我国栽培稻的类型,图片来源,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,4,水稻是我国最重要的粮食作物之一。全国稻作面积约占粮作总面积的31%28%,产量为粮食总产量的45
2、%41%。我国稻谷产量约占全世界的34%36%,是世界生产稻谷最多的国家。,一、水稻的生产特点和经济特点,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,5,水稻在我国粮食生产中占有这样重要的地位,主要是由于: (一)水稻的栽培特点 (二)水稻米的品质特点 (三)水稻籽粒的贮存特点,一、水稻的生产特点和经济特点,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,6,(一)水稻的栽培特点,水稻不仅高产,而且稳产。这是因为,水稻生育特性中有一些适于高产栽培的特点。 1 水稻能够在水层下栽培,便于促控 土壤中水分和空气的矛盾,是限制高产稳产的因素之一。水稻根部有通气组织,可以从地上部取得空气,
3、因此可以在水层下栽培。通过水层管理,既可以满足生育要求,又可以调节小气候,改善生物环境,促控生长发育,因而可以获得高产和稳产。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,7,(一)水稻的栽培特点,2 水稻的营养生长和生殖生长较协调,经济生产效率高 水稻大都在营养生长基本结束前后才进行生殖生长,因此有利于采取不同措施对两种生长进行促控,营养生长和生殖生长较协调。因此,水稻具有较高的经济生产效率。 例如,同是禾谷类作物的小麦、玉米的经济系数一般为0.30.4,高的为0.40.5;而水稻一般为0.5左右,有的矮秆品种可以高达0.7以上。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,
4、8,(二)水稻米的品质特点,稻米的淀粉粒小,粉质细,粗纤维含量少;蛋白质含量虽然只有7%8%,但其生物价较高。因此,稻米各种营养成分的可消化率和可吸收率都较高。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,9,(三)水稻籽粒的贮存特点,稻米有外壳紧包,不易吸湿返潮和被虫蛀,便于运输和贮藏。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,10,(一)世界水稻生产概况 (二)我国稻作区域的划分 (三)我国水稻生产的发展 (四)北方水稻的发展前途,二、水稻的生产概况,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,11,(一)世界水稻生产概况,水稻在世界各大洲都有栽培,1999年全
5、世界的种植面积为153336.8 khm2。从地区分布看以亚洲最多,约占世界总面积的90%。其中中国、印度和孟加拉国的种植面积又占亚洲种植面积的65%左右,以印度面积最大。总产量最高的是中国、印度和印度尼西亚。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,12,(二)我国稻作区域的划分,丁颖(1957)将我国稻作区域划分为6个稻作带,主要是包括了地理位置和稻作制度的含义。后来中国水稻研究所又作了补充,主要是新增加了水分状况的地带差异。这样,我国6个稻作带分别命名为:,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,13,(二)我国稻作区域的划分,1 华南湿热双季稻作带 2 华中湿润
6、单、双季稻作带 3 华北半湿润单季稻作带 4 东北半湿润早熟单季稻作带 5 西北干燥单季稻作带 6 西南高原湿润单季稻作带,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,14,(三)我国水稻生产的发展,我国稻作历史悠久,早在7 000年前就栽培水稻,并有籼、粳稻之分,且稻种资源繁多,是栽培稻的起源地之一。种稻经验丰富,早在2 000年前的诗经、周礼、吕氏春秋及以后的齐民要术、农桑要诀、理生玉镜稻品、农政全书、天工开物等历史名著中,都有种稻经验的精辟论述。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,15,(三)我国水稻生产的发展,1949年以后,我国农民和科技工作者,一方面继承和
7、发展传统稻作技术,一方面开展科学研究,以现代科技成就指导稻作实践,促进了水稻产量持续增长和稻作技术的进步,在有些方面,如杂交水稻技术、水稻基因组研究等方面,处于世界领先地位。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,16,(三)我国水稻生产的发展,2000年我国水稻总面积为29961.9 khm2,约占世界面积的20%;总产量为1.9亿吨,占世界总产量的33%左右。 50多年来我国水稻的增产幅度,高于同期世界平均增产水平。 河北省2000年的播种面积为143.9 ,总产量为65.8万吨。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,17,(四)北方水稻的发展前途,我国水稻主
8、要分布在南方,但北方具有一定的发展潜力。这是因为: 1. 北方种旱地作物不保收的低洼地,可以改种水稻,变水害为水利; 2. 北方有水源的盐碱荒地,可以用来垦种水稻,变荒地为良田。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,18,(四)北方水稻的发展前途,北方具有多种有利于种稻的自然条件: 一是日照时间长,云量较少,总太阳辐射量大,光合产物多; 二是昼夜温差大,在水稻生育期间达1012或以上,而南方仅68,因此北方更有利于物质积累; 三是北方台风、暴雨、病虫害等自然灾害较南方轻。 但是,对北方种稻可能引起的土壤盐渍化、水源不足(如原来北京市郊区种稻较多,但为节水起见,从2001年停止种
9、稻)、后期冷害等问题,也应充分重视。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,19,1. 从对水分的要求和水分管理特点分,有旱稻、浅水稻、半深水稻(水层30 cm以下)、深水稻、浮稻等; 2. 从种植方式分有直播稻和移栽稻 直播稻中有水直播和旱直播 播种形式有条播(机播或耧播)和撒播(手撒或飞机播种)。 移栽稻在我国没有旱稻,在东南亚旱移栽稻较多。 我国的种植方式以浅水移栽为主。,三、水稻的种植方式,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,20,水稻的各亚种、群、型、变种之间互相包括,因此表现型极其丰富多彩。各亚种、群、型、变种及大量的栽培品种之间也均可杂交产生正常可育
10、后代。,四、我国栽培稻的类型,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,21,图片来源www.aspb.org,第二节 水稻栽培的生物学基础,一、水稻一生的概述 二、水稻各器官的生长发育 三、水稻的产量和品质形成,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,22,图片来源ollenet.free.fr,一、水稻一生的概述,(一)生育期变化与“三性”的关系 (二)生育阶段、生育时期和生长型,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,23,图片来源ollenet.free.fr,(一)生育期变化与“三性”的关系,生育期 生育期120天,早熟品种 生育期120150天,中
11、熟品种 生育期120天,晚熟品种 生育期 是遗传特性,因此较稳定。 随播期、纬度、海拔、密度、土壤、肥力而变化。这种变化越晚熟品种越明显,主要是由品种对光温反应的差别(或“三性”)造成的。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,24,图片来源ollenet.free.fr,(一)生育期变化与“三性”的关系,生育期中分为营养生长期和生殖生长期。当不同品种或同一品种不同播种期或在不同地区种植, 生殖生长期的长短变化不大 生育期的差异主要是营养生长期的长短造成的。营养生长期可以分为: 基本营养生长期:即在任何环境条件下植株正常生长发育所需的天数。 可变营养生长期:是可以因环境条件不同而
12、变化的天数。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,25,在影响可变营养生长期长短的环境因素中,主要是高温和短日照。 1 水稻的感温性:水稻是喜温作物,一定的高温可以提早幼穗分化,缩短营养生长期;低温则延迟幼穗分化,延长营养生长期。这种特性称为“感温性”。 2 水稻的感光性:水稻又是短日照作物,缩短日照可以提早幼穗分化,缩短营养生长期;长日照则延迟幼穗分化,延长营养生长期。这种特性称为“感光性”。 3 基本营养生长性:在高温和短日照下都不再缩短的营养生长期即为基本营养生长期,这种特性叫基本营养生长性。 这三种特性合称为“三性”或“两性一期”。,(一)生育期变化与“三性”的关系,2
13、019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,26,(一)生育期变化与“三性”的关系,示对生育期的影响,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,27,(一)生育期变化与“三性”的关系,不同品种的“三性”强弱差异,便决定了其生育期长短(图4-1)。 晚稻感温、感光性都强, 中稻其次, 早稻只有不太强的感温性。 基本营养生长期以晚稻最短。因此,生育期受温度和日照长度影响最大的是晚稻,最小的是早稻。 北方到区粳稻品种,感光性弱到中等,感温性中等到强,基本营养生长期短到中等。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,28,1 水稻的生育阶段 2 水稻的生育时期及其表示方法
14、3 水稻的生育类型,(二)生育阶段、生育时期和生长型,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,29,1 水稻的生育阶段,对水稻营养生长和生殖生长这2个阶段的划分,有几种不同的概念。 (1)从器官生长发育的角度考虑,分别以穗分化开始和抽穗为界,把整个生育期分为营养生长期、营养生长和生殖生长并进时期、生殖生长期3个阶段。 (2)从生理角度考虑,上述3个阶段分别称为营养生长期、生殖生长期和结实期(分别形成产量的“源”、“库”和“流”)。 (3)从发育角度考虑,以穗分化开始为界,把整个生育期分为营养生长期和生殖生长期2个阶段。 (4)从田间诊断角度,营养生长期又以开始分蘖为界,分为幼苗期和
15、分蘖期;生殖生长期有已抽穗为界,分为长穗期(穗分化期)和结实期(成熟期)。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,30,图 42,1 水稻的生育阶段,插秧稻的幼苗期在秧田(含部分分蘖期)。 分蘖期、长穗期和结实期在大田(本田)(图4-2)。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,31,2 水稻的生育时期及其表示方法,与其他禾谷类作物相同,也有出苗、分蘖、拔节、孕穗、抽穗、开花、成熟等基本生育时期。 另外,在同一地区品种差别不大时,还常用叶龄或叶龄指数来表示生育时期。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,32,3 水稻的生育类型,水稻的生育类型是指营养
16、生长期与生殖生长期的相互关系在具体品种和栽培条件下的反应。 营养生长期主要标志是分蘖 生殖生长期的主要标志是穗分化。 分蘖终止期(拔节始期)与穗分化始期并不总是衔接的,依品种、播插期及其他栽培条件而变化。 这种变化类型称为生育型。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,33,3 水稻的生育类型,分离型:6个伸长节间以上的晚熟品种。营养生长期长。在适当控制基础上积极促进。 衔接型:5个伸长节间的中熟品种。促控结合。 重叠型:4个伸长节间以下的早熟品种。以促为主。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,34,图片来源ollenet.free.fr,二、水稻各器官的生长发
17、育,(一)种子发芽与幼苗生长 (二)根的生长 (三)茎的生长 (四)叶的生长 (五)分蘖的生长 (六)稻穗的分化和形成 (七)开花受精和结实,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,35,(一)幼苗期的生长发育,1 稻种的形态和构造 2 稻种萌发的外界条件 3 稻种萌发与幼苗生长,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,36,1 稻种的形态和构造,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,37,图442,1 稻种的形 态和构造,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,38,2 稻种萌发的外界条件,(1)水分:粳稻种子吸水达到其风干重的25%,籼稻种
18、子达到30%,才能整齐萌发。 种子吸水速度与温度有关:10C吸饱水需90 h,20C需60 h,30C需40 h。 (2)温度:发芽的最低温度,粳稻为10C ,籼稻12C 。适温为2832C ,最高为4042C 。 (3)氧气:种子发芽需要能量,需要有呼吸作用提供。有氧呼吸物质利用彻底,产生能量多;而无氧呼吸产生能量少,且最后产物是酒精和二氧化碳,对壮芽壮苗不利。稻种再无氧的水层下也能发芽,但只是胚芽鞘细胞伸长,没有细胞分裂。只有空气充足,才能长根,根和芽均生长正常。即“湿长芽,干长根”。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,39,3 稻种萌发与幼苗生长,(1)稻种萌发过程 (
19、2)秧苗的生长特点 (3)幼苗生长对环境的要求,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,40,(1) 稻种萌发过程,种子在一定温度下吸水膨胀, 胚根突破谷壳露出白点“露白”或“破胸”; 当“(胚)根长一谷,芽长半谷”时“发芽”(图4-5A)。 生产上的破胸、发芽在催芽过程中完成。,图 45,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,41,稻种发芽后,胚根向下长成种子根,胚芽鞘则向上伸出地面“扎根立(竖)针”; 然后,胚芽鞘中伸出1片不完全叶(只有叶鞘,叶片极小,看不到,绿色),当其长1 cm时“出苗”或“放青”或“现青”(图4-5B); 接着长出第一片完全叶(“猫耳叶”)
20、它未展开前为“放针”。此时胚芽鞘节上先后长出5条节根。种子根和胚芽鞘节根都是初生根系,起立苗和吸肥水作用。 再后第2、3片完全叶相继出生,是为“三叶期”,也是“离乳期” (图4-5C)。 从三叶期开始,依次从不完全叶节和完全叶节长出节根(不定根),数目因条件而异。,(2)秧苗的生长特点,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,42,温度:籼、粳稻出苗的最低温度,分别比其发芽温度高2C,即14C和12C 。15C以上才较顺利。 穗秧苗生长,对温度要求渐高,耐寒力减弱。如受冻害温度指标为: 气温 畦面 出苗前 01 C 23 C 出苗到三叶期 35 C 0 C 三叶期后 57 C 24
21、 C 空气:三叶期前缺氧苗弱;三叶期后根通气组织形成,对缺氧逐渐适应,即可以保持水层了。,(3)幼苗生长对环境条件的要求,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,43,(3)幼苗生长对环境条件的要求,水分需求随秧苗生长而增多:以田间最大持水量计 出苗前 40%50% 出苗至三叶期 70% 三叶期后 80%,保持水层兼有保温防寒作用。 光照:光合要求;密度适宜 养分:三叶期前对N敏感,但吸收能力差。因此应早施“断奶肥”。 苗期对环境的要求趋势为,随秧苗生长,耐寒力由强到弱,需氧由多到少,需水由少到多。 播种出苗三叶分蘖 主要矛盾 O2 温度 水分 掌握主要矛盾,协调水、气、热,是壮苗
22、关键。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,44,(二)根的生长,1 根的生长和形态 2 稻根的结构 3 影响根生长的环境条件,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,45,1 根的生长和形态,水稻根为须根系。由种子根(1条)和不定根(胚芽鞘节、不完全叶和完全叶节上的根)组成。 由种子根和胚芽鞘节根组成的初生根系(图4-5C)在苗期形成。 分蘖期继续从下向上顺次出生节根,是出根最旺盛的时期,所以分蘖期也叫增根期,但发根高峰比分蘖晚1520天。 长穗期根系发展的主要特点是分枝根旺盛发生,并向下深扎,使根的分布由扁圆形变成倒卵形(图4-6)。在靠近伸长节间的较上位节上也
23、长出不定根,形成“浮根”或“表根” (图4-7),这些根的吸氧能力很强。 稻根有多级分枝,但只有一、二级根上根毛较多。 不同时期的根有白、黄、棕、黑、灰等色,是诊断土壤氧化还原状态的重要依据。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,46,1 根的生长和形态,6,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,47,7,1 根的生长和形态,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,48,2 稻根的结构,水稻是沼生植物。 稻根由表皮、皮层和中柱三部分构成。 幼根构造与其他禾谷类作物的一样,皮层由多层由内向外、由小到大、呈放射性排列的薄壁细胞组成(图4-8)。 三叶期时老
24、根形成通气组织。通气组织位于成熟区的皮层部分。根长成后,在皮层若干个放射状排列的细胞群之间分解,形成裂生通气组织的空隙(图4-8 )。这是沼生植物特有的解剖学特征。 当稻田淹水时,裂生通气组织中的空隙便成为由叶、茎输送空气的通道。,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,49,图 48,2 稻根的结构,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,50,3 影响根生长的环境条件,(1)土壤养分 (2)土壤水分 (3)土壤温度 (4)土壤通透性,2019年9月16日,河北农业大学作物栽培与耕作系,51,(1)土壤养分,苗体内含N1%以上,节根原基才能发育为新根。 土壤含N多则根
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