作物栽培学-水稻：水稻产量形成及其调控

第三节

水稻产量形成及其调控

生物产量：指生育期间生产、积累的有机物质总量，即地上部植株所有干物质的收获量。经济产量：指经济产品器官（稻谷或糙米）的收获量。经济系数：经济产量在生物产量中的比重。

11月4日，兴化市钓鱼镇甬优8号水稻百亩丰产方项目接受省专家组验收，验收田块水稻亩均产量达到898.9公斤，最高单产达937.2公斤。钓鱼镇甬优8号超高产攻关项目亩均产和最高单产双双创造了平原主产区稻麦两熟条件下水稻单产的全国纪录。发布日期：2009-11-06

农业部水稻专家组副组长扬州大学张洪程教授籽

粒产量单位面积穗数每穗粒数结实率千粒重一、水稻的产量构成因素15.2万穗/亩271粒/穗86%结实率26.5g千粒重938.8kg/亩(14.08t/ha)？15.2万×271×86%×26.5g1.单位面积穗数的形成与调控总茎蘖数有效穗数主茎有效分蘖二、水稻产量构成因素的形成与调控单位面积穗数：每亩或每平方米面积上的有效穗数。有效穗数单位面积穗数的调控策略促进有效分蘖减少无效分蘖增加穗数2.每穗粒数(颖花数)及其提高每穗粒数:每个稻穗上着生的总粒数（总颖花数）每穗颖花数＝分化颖花数－

退化颖花数

(1)影响颖花分化的时期？？丁颖法简要划分法第一苞分化苞分化期第一次枝梗原基分化期枝梗分化期第二次枝梗原基及颖花原基分化期颖花分化期雌雄蕊形成期花粉母细胞形成期减数分裂期花粉母细胞减数分裂期花粉内容充实期花粉粒充实完成期花粉完成期颖花分化数颖花退化数(2)每穗颖花数的增加策略每穗颖花数＝分化颖花数－

退化颖花数促花肥保花肥肥水条件

促进颖花分化的肥料，施用期为第一苞分化期前至二次枝梗分化期（叶龄余数3.5～2.5），追施速效氮，颖花可增加25～40％。有不利的一面，表现在：基部和中、上部叶片过长，无效分蘖增多，恶化群体结构，同时颖花量过多。10％左右的总氮量即可。

促花肥

雌雄蕊分化期（叶龄余数1.5～1.0）施用速效氮肥，有效防止颖花退化，同时，有效提高穗期叶片含氮及茎鞘中淀粉的含量，有利于后期向籽粒中运转。

保花肥3.

结实率及其提高结实率=（实粒数／总颖花数）×100%实粒空秕粒秕粒空粒未受精颖花受精但发育中止(1)空秕粒的形成减数分裂期障碍性冷害

(2)影响结实率的因素和影响时期冷害热害空粒充实生长不良秕粒空粒的形成:减数分裂期易形成雄性不育抽穗开花期易发生授粉或受精不良不良条件灌浆结实期的灌浆充实不良秕粒的形成:开花受精前：(3)提高结实率的策略开花受精后：培育个体健壮的高产群体结构提高结实期的光合同化量。4.千粒重及其提高(1)影响千粒重的因素千粒重谷壳容积胚乳充实度减数分裂期影响最大光照和营养灌浆盛期影响最大环境和营养遗传遗传千粒重：1000粒籽粒的重量，意义上等同于单个粒重。(2)影响千粒重的时期

抽穗前：决定颖壳的容积大小，即籽粒库容的决定。

抽穗后：充实程度的高低直接影响粒重的大小。(3)千粒重的提高策略

抽穗前：改善穗分化期生长条件，增加籽粒库容的大小。

抽穗后：提高籽粒的充实程度，增加粒重。主要决定于遗传特性，育种改良。提高籽粒灌浆物质的供应量。籽粒灌浆物质（碳水化合物）茎鞘贮存物质（抽穗前积累量）叶片同化物（抽穗后同化量）10-30%，对启动初期灌浆意义重大70-90%，籽粒充实物质的主要来源籽粒灌浆物质（产量物质）的来源籽粒充实物质（碳水化合物）茎鞘贮存物质（抽穗前积累量）叶片同化物（抽穗后同化量）10-30%，对启动初期灌浆意义重大70-90%，籽粒充实物质的主要来源单位面积穗数×每穗粒数×结实率×千粒重水稻产量（单产）适时适当适宜高产优质安全水稻高产是各产量构成因素协调提高的结果二、水稻产量形成模式与品种源库类型㈠水稻产量形成过程模式有机物质积累和分配过程产量形成有机物质积累和分配过程与产量形成㈡水稻品种产量形成的源库类型源库的概念

1928年Mason和Maskell提出

源是生产和输出同化产物的器官或组织

库是接受和贮藏同化物质的器官或组织源库是相对的、动态的，在一定条件下可以发生转化。源库的表示方法

源：单位面积的颖花数库：叶面积源限制型库限制型源库互作型品种源库类型1.源限制型品种源库特征

颖花形成能力强，库容量大且相对过剩茎、鞘物质的输出率与转换率高

结实率偏低且不稳定栽培策略

以增加抽穗前的茎、鞘贮存物和出穗后的光合生产为主攻目标。2.库限制型品种源库特征

颖花形成能力较弱，颖花量小

茎鞘的物质输出率低。

结实率较高且稳定栽培策略

以增加群体的总颖花量为主攻目标。3.源库互作型源库特征

其库源特性介于上述两类品种之间或库容量虽大，但结实率也高，源库共同制约其产量形成，增源或增库均可增产。

栽培策略

源、库的自身调节能力较强，措施的回旋余地也较大，栽培策略上应据具体条件而定。三、群体质量指标及其调控

群体质量，即是反映群体发育优劣的多项性状指标的综合状况。若干关键指标，如LAI、茎蘖数等等。

高产群体质量指标，就是指不断优化群体结构，实现优质高产的群体各项形态、生理指标。

1、抽穗至成熟期群体光合生产量是衡量水稻群体质量的核心指标光合生产抽穗前抽穗后合理群体构成后期群体生产力高产群体2、适宜的LAI及较高的总颖花量

适宜LAI对群体质量的意义水稻高产须有一个适宜的最大LAI，因为它是协调源、库关系和各部器官平衡发展的基础。

总颖花量是提高产量的基础

水稻高产必须有足够的总颖花量，因为这是组成产量基本库容的首要条件。

较高的粒叶比是高产群体的普遍特征粒叶比表示方法：颖花/叶（cm2）、实粒/叶（cm2）、粒重/叶（cm2）。粒叶比反映了单位叶面积所负载的库容的大小。

有效叶面积指有效茎蘖的叶面积，抽穗期存活的无效分蘖有叶而无颖花为无效叶面积，叶系配置

高效叶面积指有效茎上部三张叶片的面积，高效叶在群体叶面积中所占的比例称高效叶面积率。上部3叶是生理年龄轻、受光条件好、衰老迟、光合速率高的叶片，在产量形成中具有不可弥补的重要价值。

3、良好的叶系配置4、茎蘖成穗率较高且穗数适宜

成穗率：最终穗数占最高茎蘖数的比例（%）。有效分蘖率。

成穗率与群体质量：成穗率高，群体穗粒协调、穗数稳定，每穗粒数和总颖花数均随成穗率提高而增加；群体透光好，消光系数低，光合效率高，干物质生产及产量均高。

高产群体茎蘖成穗率的指标：由原60％～70％的成穗率提高至80～90％。水稻高产群体茎蘖指标发展过程本节知识点水稻产量构成因素的决定时期单位面积穗数的决定过程促、保花肥施用的生物学基础空秕粒的本质区别及其形成的原因千粒重的调控策略水稻群体质量及其内涵水稻源库类型简述每亩穗数和每穗粒数的决定过程和调控措施。水稻的结实率包括哪两部分本质不同的决定因子？简述促花肥和保花肥施用的生物学基础？简述水稻的源库概念。简述LAI在水稻群体质量中的意义。简述高产群体茎蘖变化的适宜动态过程。思考题思考目前超高产水稻栽培的调控策略一般是：稳适宜穗数，主攻大穗，提高结实率，保证千粒重结合本节知识，分析为何采取如此策略？第四节

稻米品质的形成与调控一、稻米品质及其评定方法二、稻米品质的形成三、稻米品质的调控四、稻米品质的保优贮藏方法与技术一、稻米品质及其评价方法我国对稻米品质的评价从加工、外观、蒸煮与食味、营养及卫生品质等方面进行评鉴，一般要求在稻谷收获、晒干（含水量13%±1%）、去杂后存放3个月以上，待理化性质稳定后进行。我国稻米品质的评价与方法①加工品质（碾磨品质）

反映稻米对加工的适应性，又称碾磨品质，主要取决于籽粒的灌浆特性、胚乳结构及糠层厚度等评价指标主要有糙米率、精米率、整精米率，分别为单位重量稻谷加工出的糙米、精米和完整精米的质量百分率。我国大多数品种的糙米率、精米率一般分别为77%~85%和67%~80%，相对稳定。变异较大的是整精米率，从20%~75%不等，它是加工品质的重要指标。②外观品质

或称市场（商品）品质，评价指标主要有垩白米率、垩白面积、垩白度、透明度、粒形，裂纹等。垩白米率是整精米中垩白米粒的百分比，垩白是胚乳充实不良引起的空隙导致光的散射，外观上形成白色的不透明区，按发生的部位分为腹白、背白和心白。垩白面积是垩白占整粒米投影面积百分比。垩白度为垩白米率与垩白面积的乘积。透明度指精米在光透视下的晶亮程度。粒形通常以长宽比表示。垩白发生机制③蒸煮与食味品质

米饭的色、香、味及其适口性(如粘弹性、柔软性等)，反映稻米的食用特性。评价食味的最好方法是口感品尝，但难以快速有效的评定，通常用较客观的理化指标来间接反映，主要有直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、米饭粘性、硬度、气味、色泽以及冷饭质地等。直链淀粉含量(除糯米＜2%外)一般为6~34%，分成极低(＜8%)、低(8~20%)、中(20~25%)、高(＞25%)4个等级。高直链淀粉含量的米饭胀性大，干松而色淡，冷后质硬，食味较差；中、低含量米饭则胀性较小，湿粘且有光泽，柔软又不失蓬松，是改良食味品质的目标之一。

糊化温度是淀粉粒受热吸水后发生不可逆膨胀时的温度，属淀粉的物理属性，它既反映米粒的胀性和需水性，又影响胚乳的硬度。糊化温度较低的食味较佳。胶稠度是精米粉在一定条件下糊化形成米胶的长度。胶稠度可分为硬(米胶流长≤40mm)、中(40-60mm)、软(≥60mm)3个等级。胶稠度较长，米饭较软且偏粘，较短的则偏硬而不粘。多数地区以胶稠度偏软作为食味较好的标志之一。④营养品质

指精米中蛋白质及其氨基酸等养分的含量与组成，以及脂肪、维生素、矿物质含量等。稻米蛋白质除绝对含量外，谷蛋白、醇溶蛋白等组分及氨基酸组成也与营养、食味有关。一般认为蛋白质含量高米饭口感变差，食味不佳。但其中又含有谷蛋白及多种人体必需的氨基酸，易消化吸收，营养价值较高。⑤卫生品质

主要是稻米中农药及重金属元素(如砷、镉、汞、铅)等有害成分的残留状况等。主要包括有毒化学农药、重金属离子、黄曲霉素、硝酸盐等有毒物质的残留量。它是稻米的首要品质指标，因为稻米作为食品首先必须是安全、卫生的。米质评价新方法和手段

热分析方法米饭质地分析法形态分析法近红外法

X-射线衍射法核磁共振法高效液相色谱法我国稻米品质现状与优质稻谷的标准

中国优质稻米资源丰富，有许多名、特、优品种。但是，目前生产上推广的主体品种的加工、外观及食味品质总体水平不高。

稻米品质标准农业部于1986、1988年分别起草了《食用稻米标准及其测定方法》。1999年，国家质量监督局在此基础上颁布了新的国家标准。

二、稻米品质的形成（一）水稻品种与品质的关系

加工和外观品质上，粳稻的糙米率、精米率和整精米率一般高于籼稻，籼稻中以晚籼优于中籼，中籼优于早籼；粳稻多为椭圆形或粗短形，外观上南方品种较北方的略差，垩白度和垩白率偏高，而透明度偏低；籼稻则为细长形，籼稻的垩白度晚籼小于中籼和早籼。

在蒸煮与食味品质上，粳稻的直链淀粉含量较低，糊化温度低或中等，米饭的胀性小，较湿粘且有光泽，且南方品种口感较北方硬；籼稻多为高直链淀粉含量，糊化温度高或中等，米饭胀性大，干松而色淡，冷后质硬。籼糯的直链淀粉含量较高、碱消值较低，表明其糯性较粳糯差。

稻米蛋白质含量籼稻平均值（＞8%）高于粳稻（＞7%），蛋白质含量还与品种生育期呈显著负相关，表现为早稻高于晚稻。三、稻米品质的调控

稻米品质的气候生态土壤生态条件对稻米品质的影响栽培措施对稻米品质的影响环境污染对稻米品质的影响(二)环境条件及栽培因素对品质的影响

水稻品质与气候条件的关系密切。在气候因子中，温度尤其是结实期日平均气温是影响米质最重要的因子，光照是仅次于温度的气候因子。稻米品质中整精米率、垩白、透明度、糊化温度、直链淀粉及蛋白质含量等受气候条件影响大，而糙米率、精米率、粒形等相对较小。气候条件影响米质形成的时期以结实中期最为重要，其次为结实前期和后期。1、稻米品质的气候生态土壤条件

稻作土层厚度、耕层厚度、PH值、土壤养分、质地及地区海拔高度等都不同程度地影响稻米的品质。2、土壤生态条件对稻米品质的影响栽培条件

肥料施用、水分管理、农药使用、栽培方式等均对稻米品质有显著的