教案-认识水稻生物学特性

1、水稻种子生产技术教案模板授课题目认识水稻生物学特性知识点技能点1、水稻栽培品种分类2、水稻的生育期3、水稻的发育特性4、水稻的器官教学目标了解水稻栽培品种分类，熟悉水稻的生育期及生长发育特性，掌握水稻的器官特别是花的构造和建成。教学重点不育系的来源与特点教学难点正确区分水稻A、B、R的花器结构。教学方式与分析讲授 探究 问答 实验 演示 练习本节课程包含4个知识点，本节最好结合实训基地现场进行现场教学。授课类型理论课 讨论课 实验课 练习课 演示 练习 参考资料1胡晋.种子生产学M.北京：中国农业出版社，2009.2邓华风杂交水稻知识大全M北京：中国科学技术出版社，2014.3刘爱民，肖层林超

2、级杂交水稻制种技术北京：中国农业出版社，2011.4程式华，曹立勇，占小登杂交水稻制种技术北京：金盾出版社，2004.5 王忠水稻的开花与结实-水稻生殖器官发育图谱北京：科学出版社，2015.6 肖君泽，李益锋农作物生产技术北京：高等教育出版社，2016.知识点1 水稻栽培品种分类 水稻在植物学上属于禾本科（Gramineac）稻属（Oryza），栽培稻是由普通野生稻演化而来。据研究，世界上栽培稻有三个起源地，即中国、印度和印度尼西亚。我国种植水稻有八千年的历史，早于印度。据丁颖研究，我国栽培稻起源于华南普通野生稻中的多年生野生种，有自己独立的演变系统。可分为籼稻和粳稻两个亚种，每个亚种各分为

3、早、中稻和晚稻两个群，每个群又分为水稻和陆稻两个型，每个型又分为粘稻和糯稻两个变种。其系统关系如下： 一、籼稻和粳稻籼稻和粳稻是栽培稻中的两个亚种，是栽培在不同纬度和不同海拔高度的两个气候生态型。籼稻和粳稻在形态和生理上存在着明显的差别。例如籼稻谷粒细长且扁平，颖毛短而散生颖面，发芽速度较快，抗寒性较弱等；而粳稻则谷粒短圆，且较宽厚，颖毛密而长，发芽速度慢，耐寒性较强等（表2-5） 籼、粳稻存在上述差别，是由于它们所分布的区域的地理气候环境不同引起的。籼稻适于高温、强光和多湿的热带及亚热带生长，故在我国主要分布于南方各省的平原低地。粳稻则比较适于气候温和、光照较弱、雨量较少的环境中生长，故在我

4、国主要分布于秦岭、淮河以北纬度较高的地区和南方海拔较高的山区。为了减轻秋寒对抽穗开花的不利影响，常用粳稻作双季晚稻的主栽品种，生产上的所谓“早籼晚粳”搭配模式就是基于这一原因逐步形成的。表2-5 籼粳稻的主要特征特性比较项 目籼 稻粳 稻形态特性叶形、叶色叶片宽、叶色淡绿叶片窄、叶色深绿粒形、株型粒细长略扁、株型较散粒短圆、株型较紧芒的有无多数无芒或短芒有长芒、少数无芒颖毛状况颖毛短而稀、散生颖面颖毛长而密、集生颖棱上生理特征吸水发芽较快较慢抗性抗寒性弱、抗稻瘟病强抗寒性较强、抗稻瘟较弱分蘖繁茂性分蘖力较强、易繁茂分蘖力较弱、不易繁茂耐肥抗倒性耐肥抗倒性一般耐肥抗倒性较强脱粒性脱粒较易脱粒较难

5、米质出米率低、碎米多、胀性大出米率高、碎米少、胀性小 二、早稻、中稻和晚稻 无论籼稻或粳稻都有早、中、晚稻之分。从形态特征和亲缘关系看，早、中、晚稻之间很少有差异，它们的主要区别在于栽培季节的不同及由此形成的对日照长短反应特性的不同。晚稻抽穗开花对短日条件要求严格，中稻次之，早稻又次之。水稻光温生态研究协作组（1978）根据对全国157个水稻品种在我国多点分期播种的试验结果，提出以下划分早、中、晚稻品种的方法：即在南京4月18日22日播种，6月下旬至7月中旬抽穗者为早稻品种；7月中旬至8月中旬抽穗的为中稻品种；8月下旬至10月下旬抽穗或不抽穗者均为晚稻品种。在此基础上，再细分出不同熟期品种类型

6、。（表2-6） 三、水稻和陆稻 水稻和陆稻是栽培稻种植在不同土壤水分条件下演变而来的两种土壤生态型。水稻和陆稻的差别主要表现在它们对水分反应的不同。陆稻植株通气组织不发达，根系强大，抗旱、抗盐能力强。例如，海南岛的“山兰稻”可在坡度为3045的坡地开穴种植，完全不灌溉，依靠雨水生长。水稻通气组织发达，地下部乙醇酸呼吸代谢旺盛，可以在水层下生长，但抗旱能力比陆稻差。在国外，根据稻作栽培过程稻田灌水深度的差异，有人又把水稻分为浅水稻（常灌水层深度025cm）、中水稻（水层2650cm）、深水稻（水层51100cm）、浮水稻（水层101600cm）。 四、粘稻和糯稻 无论籼、粳稻品种和早、中、晚稻以

7、及水稻、陆稻中都有粘稻和糯稻。它们在形态特征和生理特性上都没有明显的差异，两者的主要区别是米粒淀粉性质的不同。粘稻除含有70%80%的支链淀粉外，还含有20%30%的直链淀粉；而糯稻几乎全部为支链淀粉，不含或很少含直链淀。由于直链淀粉和支链淀粉二者结构不同，当与碘化钾呈着色反应时，粘米呈蓝紫色，糯米呈红褐色。粘米因含较多的直链淀粉煮出的饭干而胀性大，糯米不含或很少含直链淀粉，饭湿并粘结成团。此外粘米糊化温度较高，糊化所需的时间较长；糯米糊化温度较低，糊化所需时间较短，粘米和糯米的颜色也有不同，糯米呈蜡白色，不透明，粘米则半透明（表2-7） 表2-7 粘稻和糯稻的区别项目粘稻糯稻米粒色泽米粒略透

8、明、有光泽，一般腹白明显米粒干燥后乳白色，不透明，无腹白淀粉组成直链淀粉20%30%，支链淀粉。0%80%支链淀粉98%以上，几乎不含直链淀粉碘液反应淀粉吸碘性大，遇碘反应黑蓝色淀粉吸碘性小，遇碘反应棕红色蒸煮性质糊化温度较高。饭干而胀性大糊化温度较低，饭湿并粘结成团 五、品种 栽培品种是稻种分类的最后一级。品种是在一定地区和栽培条件下，经过长期的人工选择和自然选择而形成的栽培稻基本单位，它具有一定的遗传特性，在同一品种内的个体具有较一致的植物学特征和生物学特性。从栽培品种利用出发，常将水稻品种作如下分类： 1按熟期分类 一般可分为早稻的早、中、迟熟；中稻的早、中、迟熟；晚稻的早、中、迟熟品种

9、，共九个类型。熟期分类是因地因时相对而言，我国水稻品种全国性熟期的划分，是以各品种在南京的抽穗期作为标准的，而地区性熟期的划分，则按地区品种在当地生育期长短而定，不同熟期类型品种具有不同生育日数，不同的生育型，并在不同的生态条件下生长，因此必须按其特点进行搭配和采取相应的栽培技术措施。 2按杂交稻和常规稻分类 杂交稻遗传基础丰富，表现明显的杂种伏势，易于取得大面积高产。杂交稻种子只能利用一代，因此需要年年制种，种子易混杂，成本较高。常规稻种可年年利用，成本较低，生产上也有高产常规稻良种。因此，我国现在水稻生产上是杂交稻与常规稻并存。目前生产上种植杂交稻有三系杂交稻和两系杂交稻。 3按高产稻种和

10、优质稻种分类 我国人多地少，因此长期以来把水稻高产放在第一位，但随着人们生活水平的改善，开拓稻米市场，扩大出口，对优质稻米的要求不断增高。据统计，全国劣质米稻种的种植比重约占1/3以上，但产量较高。目前所进行的种植等结构调整的重要内容，在水稻品种上，要以优质高产品种更换劣质稻品种，各稻区已选育了一大批既高产又优质的新品种。例如中国水稻所：中优早3号、5号、中丝2号、3号、浙江的嘉育948、江西的赣籼27、广东增城丝苗、广西西山、湖南软米、江永香米、湖北水葡萄、江苏太湖香粳等等。知识点2 水稻的生育期 一、水稻的生育时期 水稻的一生，即是指从种子萌发开始到新种子成熟。而生产上所称的全生育期则是指

11、从播种到新种子成熟所经历的日数。在水稻的生育过程中，包括两个彼此联系而又性质互异的生长发育阶段，即营养生长阶段和生殖生长阶段；一般以幼穗开始分化作为生殖生长开始的标志。（图2-10） 图2-10 水稻生育时期 根据外部形态和新器官的建成，水稻的一生又可分为幼苗期、分蘖期、拔节孕穗期和结实期四个生育时期。营养生长阶段包括幼苗期和分蘖期。生殖生长阶段包括拔节孕穗期和结实期，是从幼穗开始分化（拔节）到稻谷成熟的一段时期。 1种子发芽和幼苗期具有发芽力的种子在适宜的温度下吸足水分开始萌发。 当胚芽和胚根长大而突破谷壳时，生产上称为“破胸”或“露白”，当芽长达谷粒长度的 1/2、根长达谷粒长度时，即为发

12、芽。 从萌发到三叶期是水稻的幼苗期。2分蘖期从第叶伸出开始萌发分蘖到拔节为分蘖期。 分蘖期又常分为秧田分蘖期和大田分蘖期，从四叶期到拔秧为秧田分蘖期，从移栽返青后开始分蘖到拔节为大田分蘖期。 拔节后分蘖向两极分化，一部分早生大蘖能抽穗结实，成为有效分蘖；另一部分晚出小蘖，生长逐渐停滞，最后死亡，成为无效分蘖。3拔节孕穗期从幼穗开始分化至抽穗为拔节孕穗期。此期经历的时间较为稳定，一般为30d左右。幼穗分化与拔节的关系，因早、中、晚稻而异，有先有后。凡先幼穗分化而后拔节的，称为重叠生育期，如地上部伸长3-4个节间的华中地区早稻品种；拔节和幼穗分化一般同时进行的，称为衔接生育型，如地上部伸长5个节间

13、的中稻品种；拔节后隔一段时间再幼穗分化的，称为分离型生育型，如地上部伸长6个或6个以上节间的晚稻品种。4结实期从抽穗开始到谷粒成熟为结实期。 结实期经历的时间，因不同的品种特性和气候条件而有差异，一般为2530d。 结实期可分为开花期、乳熟期、蜡熟期和完熟期。 水稻的生育期受品种自身遗传特性的控制，表现相对稳定，早熟品种总是表现早熟，迟熟品种总是表现迟熟，因此在实践中，可以根据品种生育期的长短划分为早稻，全生育期100125d；中稻130135d左右；连作晚稻120140d左右；一季晚稻150170天左右。水稻生育期又受到环境条件的影响，其稳定性是相对的。表现出随纬度和海拔的升高而生育期延长，

14、随纬度和海拔的降低其生育期缩短。 二、水稻生育期的相对稳定性 水稻的生育期既受品种自身遗传特性的控制，又受到环境条件的影响。从品种遗传特性来说，同一品种，在同一地区不同年份的同一季节栽培，由于各年度间都处于相似的生态条件下，其生育期相对稳定，早熟品种总是表现早熟，迟熟品种总是表现迟熟。这种稳定性主要受品种遗传特性所支配，因此在实践中，可以根据品种生育期的长短划分为早稻，全生育期100125d；中稻130135d左右；连作晚稻120140d左右；一季晚稻150170d左右。还可以把早、中、迟熟中生育期长短差异的品种划分为早、中、迟熟品种，以适应不同地区自然条件和耕作制度的需要，从而保证农业生产在

15、一定时期内的相对稳定性和连续性。 但是，水稻生育期的稳定性是相对的。随着生态环境和栽培条件的不同而发生变化。同一品种在不同地区栽培时，表现出随纬度和海拔的升高而生育期延长，随纬度和海拔的降低其生育期缩短；同一品种在不同季节栽培表现出随播种季节推迟生育期缩短，播种季节提早其生育期延长。如早稻品种作连作晚稻栽培，生育期缩短；南种北引，生育期延长知识点3 水稻的发育特性 所谓发育特性主要是指水稻在从营养生长向生殖生长转换的过程中所形成的温、光反应特性，即品种的感温性、感光性和基本营养生长性。 一、水稻品种的“三性” 水稻原产热带低纬度地区，在系统发育过程中，同化了高温短日照条件，从而形成了感温性、感

16、光性、基本营养生长性的遗传特性。不同地区或不同栽培季节，水稻品种生育期的长短，基本上决定于品种“三性”的综合作用。因此，水稻品种的“三性”特性是品种生育期的长短及其变化的实质。 1、水稻品种的感光性 在适于水稻生长的温度范围内，短日照可使生育期缩短，长日照可使生育期延长，这种因日照长短使生育期发生变化的特性，称为水稻的感光性。如华南迟熟晚籼“金风”7月12日在广州播种，在自然光照条件下，从播种至抽穗102d，经人工短日照处理（每日11:30时）后，播种至抽穗天数为39d，两者相差62d，两者生育期间温度相同，所以两者生育期的变化可以认为主要是日照长短作用所引起的。 2、水稻品种的感温性 在适于

17、生长的温度范围内，高温可使生育期缩短，低温可使生育期延长，这种因温度的高低而使生育期发生变化的特性，称为水稻品种的感温性。水稻原产于低纬热带地区，属喜温作物。在系统发育过程中，形成了对较高温度的要求。在高温条件下，品种的生育期都会缩短，但缩短的强度则因品种特性而有所不同。 3、水稻的基本营养生长性 水稻的生殖生长是在营养生长的基础上进行的，其发育转变必须有一定的营养生长作为物质基础。因此，即使是稻株处于发育转变的短日，高温条件下，必须有最低限度的营养生长，才能完成发育转变的过程，开始幼穗分化。水稻进入生殖生长之前，不受高温、短日影响而缩短的营养生长期，称为水稻的基本营养生长期或短日高温生育期。

18、不同水稻品种的基本营养生长期长短各异，这种基本营养生长期的长短的差异特性，称之为品种的基本营养生长性。而营养生长期中受短日、高温缩短的那部分生长期则称之为可消营养生长期。 二、水稻品种“三性”的特点 1、早稻品种的“三性”特点 早稻品种是基本营养生长性较小，感光性弱，感温性较强，其生育期长短，主要受温度高低的制约，因此早稻类型的品种在温带北部高纬度地区种植能在夏季日照较长条件下正常抽穗，在低温来临前成熟，而在长江中下游地区，则可在3月底、4月初播种，能在56月日照较长的条件下开始幼穗分化，完成发育转变，在这些地区可作双季早稻栽培。至于其中早、中、迟熟品种，主要是由于基本营养生长性不同所致。 2

19、、晚稻类型品种的“三性”特点 晚稻类型品种是基本营养生长性小，感光性、感温性均强。其生育期的长短，主要决定于日照长短，同时又受温度高低的影响，光、温反应效果甚为明显。只有在短日高温条件下，才能完成发育转变，开始幼穗分化，因此，晚稻类型品种，不适于在温带北部高纬度地区栽培，但在长江中、下游地区可作单季晚稻和连作晚稻栽培。晚稻虽属感光性强的类型，但品种间互有差异，一般感光性愈强，其幼穗分化所要求的临界光长愈短，如华南地区的迟熟晚稻，每天光长超过，则生育期延长，超过13h，则不能正常抽穗。凡感光性稍弱者，幼穗分化所要求的临界光长亦稍长，短日高温生育期亦较长。 3、中稻品种的“三性”特点 中稻品种的类

20、型较为复杂，品种间光温反应差异较大。但总体而言，中稻“三性”特点是处于早、晚稻之间的一种过渡类型，或近于早稻，或近于晚稻。其中早熟中稻品种的感光性弱，短日高温生育期较短，但比早稻长，“三性”偏近于早稻一类；迟熟中稻品种的“三性”特点近于晚稻，但感光性弱或中等，感温性则中等偏强，其短日高温生育期则是各类品种中最长的。因此，在长江中、下游地区栽培的双季稻区，将迟熟中稻在早季栽培时，抽穗期比早稻显著延迟，而在晚季栽培时又比晚稻延迟（表28）。表2-8 我国水稻品种光温反应类型光温反应类型分布地及熟性光温反应类型分布地及熟性（1）弱-中-短东北、西北早熟粳，低纬度地区无此类型（8）中-强-短华北中迟熟

21、粳、华中中稻粳（2）弱-强-短云贵早熟粳、华中早熟（9）中-中-中云贵中熟籼、华中中稻籼（3）弱-中-中东北迟熟粳、华中早熟粳及中熟籼、华南早稻早熟籼（10）中-强-中华北迟熟粳（4）弱-强-中华北中熟粳、华中中熟籼、华南早稻中迟熟籼（11）强-中-短华中晚籼及粳、华南晚稻迟熟籼（5）弱-中-长华中中熟籼、华南早稻迟熟籼及中稻籼、华中中稻籼（12）强-强-短华中晚籼及粳、华南晚稻迟熟籼、云贵迟熟籼及粳（6）弱-强-长华南及云贵冬稻籼（13）强-中-中华南晚稻迟熟粳、云贵迟熟籼（7）中-中-短华北中迟熟粳、云贵早熟粳（14）强-强-中华南-季粳4、杂交水稻的“三性”特点 杂交水稻与常规水稻比较，

22、在“三性”表现方面有一定差异。据湖南农业大学（19771984年）对全国104个杂交水稻组合以及相应的不育系31个（包括7种不同质源）和恢复系46个进行研究的结果，其“三性”特点是： 现有杂交稻（F1，下同）的感光性，弱、中、强均有，以中等者居多，占供试组合的61.1%；感光性弱的占21.4%，而感光性强的不足20%。大多数组合的感光性比其母本强，少数组合则较其父本强，属中稻类型者居多。 现有杂交水稻的感温性中等偏强，与其父母本的感温性相近，其中中等者居多，占62.1%，无感温性弱的组合。 现有杂交水稻的短日高温生育期中等偏短，其中较短的占67.9%，部分组合的短日、高温生育期比其父母本都短。

23、知识点3水稻的器官一、根 根水稻的根属于须根系，由于其发生的先后和部位不同，可分为种根和不定根。种根只有一条，当种子萌发时，由胚根直接发育形成，在幼苗期具有吸收作用，以后枯死。不定根由茎的基部数个茎节上生出，不定根上可再生出的支根，称为第一次支根；由第一次支根再分枝生出许多细小的根，称为第二支根或细根。随着稻株生长，稻根逐渐增多，形成稠密的根群， 这是水稻生育期吸收水分和养料最主要的通道。根系的好坏直接影响水稻植株的长势和产量。因此，创造最有利于水稻根系发育的条件，是保证高产的重要技术措施。二、茎 水稻的茎一般为圆筒形，中空。茎上有节，上下两节之间称为节间。茎高一般1米左右，每茎有1018节，

24、因品种和环境条件而有不同。一般晚熟品种较早熟品种节数多，高秆品种较矮秆品种节数多，相同熟期的不同品种，节数也不一样；但同一品种在正常生长条件下，植株个体间相差不过1节。在1株中主茎节数多于分蘗节数。茎的基部茎节密集， 生长在地下的称为根节或分蘗节，因其节间很短，肉眼不易看见。露出地面仅有35节，节上都有腋芽(不完全叶及剑叶节通常没有腋芽，通常由接近地表的茎节上的腋芽生出分蘗。在特殊的环境条件下，某些品种地上部茎节的胚节也能分蘗，利用这种特性可以培育再生稻。茎秆最上部的一个节间最长，上部着生稻穗，一般称为穗梗。穗梗伸出顶叶鞘外。从顶叶的叶枕至穗的基节部分称为穗颈，可根据穗颈长短判别不同的品种。通

25、常田间记载标准是以地面到穗的基节穗颈节部分代表茎高，以地面至稻穗顶端小穗代表株高。茎的节间内部有中心腔，外部有纵沟，节间上部较坚硬，其他大部分较柔软。每个节间的下部幼嫩部分都有分生组织，叫做居间分生组织，由叶鞘包围保护着，茎的生长和组织的形成，主要是由于居间分生组织的细胞分裂长大和分化的结果。出穗后稻株停止伸长而达最高高度。茎节间的内部组织，可为分表皮、下皮、薄壁组织、维管束和机械组织等部分。三、叶 稻叶互生于茎的两侧，属于1/2叶序。种子发芽时，首先出现芽鞘（鞘叶，继而出现一片不完全叶，只有叶鞘，没有叶片在放大镜下可见很小的叶片，以后顺次长出第一完全叶、完全叶、第三完全叶等。 一般计算全茎叶

26、数时，从第一片完全叶算起（国外有从不完全叶起计算的习惯，如日本等。完全叶有正常的叶鞘和叶片。最上部的一叶短而宽，称为剑叶(旗叶。剑叶与穗轴所成的角度，因品种不同而异，如粳稻顶叶角度大于籼稻，为鉴定品种特征之一。分蘖茎的叶也与主茎叶相同，但其茎部只有一个缺乏叶身的不完全叶，称作分蘗鞘或前出叶。主茎叶片数与着生完全叶的茎节数一致，也因品种和环境条件而有不同，一般为1018片叶。稻叶随着稻株的发育而逐次发生枯萎，因而在每一生育时期，所看到的不是全部稻叶，一般只保持有56片绿叶。完全叶由叶鞘、叶片及其他附属部分组成。叶鞘包围茎秆，中央厚而两缘薄；叶片伸展，其长短、大小、弯曲度和叶色的浓淡，都因品种类型

27、、环境条件和栽培条件等不同而有不同。叶片与叶鞘交界处称为叶环（叶枕。叶环处有舌状的叶舌，但也有缺乏叶舌的品种如筒稻。叶舌两旁有一对茸毛状的叶耳。叶鞘、叶舌和叶耳有防止水分浸入和散失的作用，而稗草无叶舌和叶耳，可资识别。四、花序和花 稻穗为圆锥花序。穗的中轴为主梗即穗轴；轴上有穗节，节上着生苞叶和第一次枝梗;第一次枝梗再分出小枝称为第二次枝梗；由第一次和第二次枝梗分出小穗梗，末端着生小穗即颖花，每一小穗一般只有一花，但也有少数一花多子房的复粒稻品种。颖花由副护颖、护颖、外颖、内颖、鳞片、雌蕊、雄蕊各部分组成（图26）。内外颖通常称；为谷壳(稃，其尖端为颖尖(稃尖。稻的外颖为船底状，有脉纹5条维管束，表面有茸毛，外颖的尖端有的伸长而成为芒。芒的长短、有无依品种及环境而异，籼稻大多无芒或短芒外且颖3面茸毛较少而短；粳稻多数有芒或长芒，且茸毛较多而长。一般认为芒的生理作用有胁长谷粒水分蒸发的作用。有芒品种对于不良环境的抵抗力较强。内颖的形状与外颖相似，但较狭长，只有3条脉纹，内外颖在成熟前一般多呈绿色，成熟后则变黄；但也有成熟前是紫色、红色、黄棕、灰棕、棕斑色等，成熟后同色，而在成熟过程中，却有种种不同颜色。鳞片(浆片两枚，着生在外颖的内侧，为扁平无色的肉质薄