水稻生育进程与产量形成精品文稿.ppt
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1、水稻生育进程与产量形成第1 页,本讲稿共69 页二、水稻生育进程(一 一)水稻生育时期 水稻生育时期 水稻一生需经历出苗、分蘖水稻一生需经历出苗、分蘖(第第44叶期叶期)、拔节、拔节(N-n+3(N-n+3叶期或倒叶期或倒n-2n-2叶期叶期)、穗分化、穗分化(倒倒44叶期叶期)、孕穗、孕穗(剑叶平展、剑叶平展、叶耳距为叶耳距为0)0)、抽穗、成熟等生育时期。、抽穗、成熟等生育时期。按拔节与穗分化的先后关系,将所有品种划分为按拔节与穗分化的先后关系,将所有品种划分为33种生种生育类型:育类型:重叠型重叠型:先穗分化后拔节,:先穗分化后拔节,n4n4的品种的品种 衔接型衔接型:穗分化与拔节同时,
2、:穗分化与拔节同时,n=5 n=5的品种 的品种 分离型分离型:先拔节后穗分化,:先拔节后穗分化,n6 n6的品种 的品种 生育类型不同决定了前后期肥料运筹比例,重叠型品种穗 生育类型不同决定了前后期肥料运筹比例,重叠型品种穗肥用量减少,分离型品种穗肥用量增加。肥用量减少,分离型品种穗肥用量增加。第2 页,本讲稿共69 页(二)水稻生育阶段划分 直播稻 小苗移栽稻 大中苗移栽稻幼苗期幼苗期 秧田期幼苗期分蘖期活棵返青期分蘖期有效分蘖期无效分蘖期拔节长穗期抽穗扬花期灌浆结实期第3 页,本讲稿共69 页三、构成产量的物质来源 构成稻谷产量的干物质构成稻谷产量的干物质 98.5%98.5%以上为光合
3、作用形成的以上为光合作用形成的碳水化合物,从土壤中吸收的矿质元素所占比例碳水化合物,从土壤中吸收的矿质元素所占比例1.5%1.5%。产量的产量的 90%90%以上来自叶片光合作用,来自非叶片光合器以上来自叶片光合作用,来自非叶片光合器官(茎鞘、穗等)的光合作用部分官(茎鞘、穗等)的光合作用部分10%10%。稻谷产量的稻谷产量的 80%80%以上来自抽穗后干物质生产,并随以上来自抽穗后干物质生产,并随产量提高而增加。抽穗前干物质积累转运到籽粒中的部产量提高而增加。抽穗前干物质积累转运到籽粒中的部分对产量的贡献分对产量的贡献20%20%。第4 页,本讲稿共69 页 研究证明,抽穗期干物质积累量与产
4、量为一元二次抛物线。研究证明,抽穗期干物质积累量与产量为一元二次抛物线。表明抽穗期生物产量与经济产量存在着既统一,又矛盾的关系,表明抽穗期生物产量与经济产量存在着既统一,又矛盾的关系,有一个适宜值问题。有一个适宜值问题。第5 页,本讲稿共69 页抽穗期干物质积累量适宜值为产量干重的 抽穗期干物质积累量适宜值为产量干重的1.1 1.1 1.2 1.2倍 倍第6 页,本讲稿共69 页 研究证明,抽穗至成熟期间干物质生产量与产量极显研究证明,抽穗至成熟期间干物质生产量与产量极显著正相关。说明产量的高低,最直接、最主要地决定于抽著正相关。说明产量的高低,最直接、最主要地决定于抽穗至成熟期的干物质生产量
5、,这个值愈大,产量愈高。穗至成熟期的干物质生产量,这个值愈大,产量愈高。第7 页,本讲稿共69 页 抽穗后群体干物质生产量是提高产量的核心,产量越高抽 抽穗后群体干物质生产量是提高产量的核心,产量越高抽穗后群体干物质生产量越高,大约为产量干重的 穗后群体干物质生产量越高,大约为产量干重的0.8-0.95 0.8-0.95倍。倍。第8 页,本讲稿共69 页产量产量=穗数穗数每穗颖花数每穗颖花数结实率结实率粒重粒重四、产量结构及决定时期 水稻产量各构成因素的形成过成也是各部器官建成与群体 水稻产量各构成因素的形成过成也是各部器官建成与群体物质生产和转运的过程。物质生产和转运的过程。穗数形成时期:穗
6、数形成时期:直播稻第 直播稻第5 5叶期拔节前一叶龄期,因为直播稻第 叶期拔节前一叶龄期,因为直播稻第5 5叶期才 叶期才普遍分蘖。普遍分蘖。小苗移栽稻小苗移栽稻(移栽叶龄移栽叶龄+2)+2)叶龄期拔节前一叶龄期,叶龄期拔节前一叶龄期,因为小苗移栽稻在大田新生因为小苗移栽稻在大田新生22叶后才普遍分蘖。叶后才普遍分蘖。第9 页,本讲稿共69 页 大中苗移栽稻大中苗移栽稻(移栽叶龄移栽叶龄+1)+1)叶龄期拔节前一叶龄期,叶龄期拔节前一叶龄期,因为大中苗移栽水稻在大田新生因为大中苗移栽水稻在大田新生11叶后才普遍分蘖。叶后才普遍分蘖。但无论如何,决定时期是在有效分蘖临界叶龄期但无论如何,决定时期
7、是在有效分蘖临界叶龄期(N-n)(N-n)以前的有效分蘖阶段,这一阶段的总茎蘖数是以前的有效分蘖阶段,这一阶段的总茎蘖数是形成穗数的主体部分。形成穗数的主体部分。(N-n)(N-n)以后拔节前一叶龄期以后拔节前一叶龄期只能起巩固穗数的作用,即争取部分动摇分蘖成穗和只能起巩固穗数的作用,即争取部分动摇分蘖成穗和减少减少(N-n)(N-n)以前发生分蘖的死亡。以前发生分蘖的死亡。第10 页,本讲稿共69 页每穗颖花数(总粒数)形成时期:每穗颖花数(总粒数)形成时期:每穗颖花数形成包括颖花数增加和退化两个时期。每穗颖花数形成包括颖花数增加和退化两个时期。颖花数增加期从倒颖花数增加期从倒44叶期叶期
8、雌雄蕊分化期(倒雌雄蕊分化期(倒1.5 1.5叶叶期),其决定在二次枝梗分化和颖花分化两个时期。由于期),其决定在二次枝梗分化和颖花分化两个时期。由于第第1 1 伸长节间大维管束数与一次枝梗数密切相关,而上一伸长节间大维管束数与一次枝梗数密切相关,而上一节间维管束数的形成又是建立在下一节间维管束数基础之节间维管束数的形成又是建立在下一节间维管束数基础之上的,不可能突然增多。因此,秧苗和分蘖期植株健壮程上的,不可能突然增多。因此,秧苗和分蘖期植株健壮程度也是增加颖花数的基础。度也是增加颖花数的基础。第1 1 页,本讲稿共69 页 颖花数退化期从雌雄蕊分化末期颖花数退化期从雌雄蕊分化末期(倒倒1.
9、51.5叶期叶期)孕穗孕穗期(剑叶平展、叶耳距为期(剑叶平展、叶耳距为00),其中减数分裂期),其中减数分裂期(倒倒11叶后叶后半期半期)退化最多,为减少退化的关键时期。退化最多,为减少退化的关键时期。结实率形成时期:结实率形成时期:结实率与颖花发育状况有关,因此从穗分化开始到结实率与颖花发育状况有关,因此从穗分化开始到成熟整个过程都影响结实率。但决定时期主要为减数分成熟整个过程都影响结实率。但决定时期主要为减数分裂期、抽穗期裂期、抽穗期 和和 灌浆盛期灌浆盛期(齐穗齐穗齐穗齐穗25d)25d)。第12 页,本讲稿共69 页 现已明确,结实率主要受开花期温度和湿度影响。抽穗 现已明确,结实率主
10、要受开花期温度和湿度影响。抽穗前茎鞘中积累非结构碳水化合物的多少对结实率也有一定作 前茎鞘中积累非结构碳水化合物的多少对结实率也有一定作用。因为水稻开花后众多籽粒同时发育,需要大量碳水化合 用。因为水稻开花后众多籽粒同时发育,需要大量碳水化合物,仅靠当时的光合产物往往不够,必须分解抽穗前贮藏的 物,仅靠当时的光合产物往往不够,必须分解抽穗前贮藏的物质来加以补充。对大穗型品种,尤为重要。物质来加以补充。对大穗型品种,尤为重要。粒重形成时期:粒重形成时期:粒重形成始于二次枝梗分化期到成熟,决定时期为齐穗 粒重形成始于二次枝梗分化期到成熟,决定时期为齐穗齐穗 齐穗35d 35d。抽穗前主要影响谷壳容
11、积,是粒重形成的基础时期。抽穗前主要影响谷壳容积,是粒重形成的基础时期。第13 页,本讲稿共69 页 由于水稻产量是源 由于水稻产量是源(光合作用 光合作用)库 库(籽粒库容 籽粒库容)互作结果 互作结果,生产上常 生产上常按源与库的关系划分品种的类型。按源与库的关系划分品种的类型。源限型品种:每穗总库容大 源限型品种:每穗总库容大(颖花数多、千粒重高 颖花数多、千粒重高),抽穗,抽穗后单位干物质负担的颖花数多,相比之下光合源不足 后单位干物质负担的颖花数多,相比之下光合源不足,结实率低 结实率低或出现二次灌浆特性。栽培上以增加穗前储存和穗后光合生产 或出现二次灌浆特性。栽培上以增加穗前储存和
12、穗后光合生产为主攻目标。为主攻目标。库限型品种:穗数多,每穗总库容小 库限型品种:穗数多,每穗总库容小(穗型小,千粒重低 穗型小,千粒重低),),结实率高。栽培上以增加每穗颖花量为主攻目标。结实率高。栽培上以增加每穗颖花量为主攻目标。源库互作型品种:源库特征介于前二者之间。栽培上增源、源库互作型品种:源库特征介于前二者之间。栽培上增源、扩库并重。扩库并重。五、水稻品种源库类型第14 页,本讲稿共69 页六、高产群体的特征(一一)群体茎蘖动态发展合理群体茎蘖动态发展合理 群体茎蘖合理发展是穗数形成的基础,高产群体最群体茎蘖合理发展是穗数形成的基础,高产群体最明显的一个特征是有效分蘖临界叶龄期明显
13、的一个特征是有效分蘖临界叶龄期(N-n)(N-n)群体茎蘖群体茎蘖数够苗(达到目标穗数),拔节前一叶龄期(数够苗(达到目标穗数),拔节前一叶龄期(N-n+2N-n+2)分蘖停止发生,出现高峰苗数,高峰苗数为目标穗数的分蘖停止发生,出现高峰苗数,高峰苗数为目标穗数的1.1-1.31.1-1.3倍,成穗率倍,成穗率75%75%以上。以上。第15 页,本讲稿共69 页(二二)抽穗期抽穗期LAILAI适当、质量高,茎秆叶系配置合理适当、质量高,茎秆叶系配置合理 群体 群体LAI LAI是光合物质主要生产源,高产群体一般有一个较 是光合物质主要生产源,高产群体一般有一个较大的 大的LAI LAI,但不是
14、越大越好,过大,但不是越大越好,过大LAI LAI势必导致群体下部叶片 势必导致群体下部叶片和茎鞘接受的光照少,根系发育不良,和茎鞘接受的光照少,根系发育不良,节间伸长过快,节间伸长过快,长度 长度增加,纤维化程度低,增加倒伏风险。增加,纤维化程度低,增加倒伏风险。按同伸关系,以 按同伸关系,以N-n N-n叶龄期为界,此前出生的叶着生在分 叶龄期为界,此前出生的叶着生在分蘖节上,称为近根叶,到抽穗期这些叶基本死亡;蘖节上,称为近根叶,到抽穗期这些叶基本死亡;N-n N-n叶龄期 叶龄期以后出生的叶着生在伸长节上,以后出生的叶着生在伸长节上,称茎生叶,称茎生叶,其数量和茎伸长 其数量和茎伸长节
15、间数相等,成为抽穗期以后的功能叶。节间数相等,成为抽穗期以后的功能叶。第16 页,本讲稿共69 页 茎生叶同化产物的流向是有分工的。上 茎生叶同化产物的流向是有分工的。上3 3叶光合产物主要 叶光合产物主要供应给籽粒,下部 供应给籽粒,下部2-3 2-3叶主要供应给根系和节间。若下部叶受 叶主要供应给根系和节间。若下部叶受光量低于 光量低于1000 LX 1000 LX(稻叶的光补偿点(稻叶的光补偿点),叶自身会,叶自身会“饥饿 饥饿”而死。而死。下部叶受光量在 下部叶受光量在2000LX 2000LX以上,叶片才有多余光合产物向外输 以上,叶片才有多余光合产物向外输出。出。由于不同地区抽穗期
16、自然光照强度不同,不同品种叶角不 由于不同地区抽穗期自然光照强度不同,不同品种叶角不同导致消光系数不同。因此,不同地区不同品种适宜 同导致消光系数不同。因此,不同地区不同品种适宜LAI LAI是不 是不同的。可由 同的。可由门司正公式定量:门司正公式定量:I I0 0为抽穗期自然光照强度 为抽穗期自然光照强度K K消光系数,消光系数,K=Sin(a)K=Sin(a);a a为上三叶叶角 为上三叶叶角第17 页,本讲稿共69 页 江 江苏 苏南 南部 部水 水稻 稻抽 抽穗 穗期 期光 光照 照强 强度 度45000LX 45000LX左 左右 右,粳 粳稻 稻品 品种 种顶 顶部 部3 3张叶
17、片的平均叶角为 张叶片的平均叶角为20 20度左右。度左右。适宜 适宜LAI LAI仅反映了群体的数量,还存在构成质量问题。仅反映了群体的数量,还存在构成质量问题。第18 页,本讲稿共69 页 抽 抽穗 穗期 期LAI LAI,从 从横 横向 向上 上可 可分 分为 为有 有效 效茎 茎蘖 蘖叶 叶面 面积 积、无 无效 效分 分蘖 蘖叶 叶面 面积 积;纵 纵向 向上 上由 由于 于具 具有 有与 与伸 伸长 长节 节间 间相 相等 等的 的绿 绿叶 叶数 数,其 其中 中上 上三 三叶 叶的 的生 生长 长与 与穗 穗分 分化 化同 同步 步,并 并处 处于 于受 受光 光良 良好 好的
18、的上 上层 层,生 生理 理年 年龄 龄有 有轻 轻,为 为籽 籽粒 粒灌 灌浆 浆的 的主 主要 要功 功能 能叶 叶,故 故称 称为 为高 高效 效叶 叶。而 而处 处于 于有 有效 效茎 茎蘖 蘖基 基部 部的 的叶 叶片 片,生 生理 理年 年龄 龄老 老,受 受光 光条 条件 件差 差,相 相对 对而 而言 言是低效叶,但它们又是高产所必需的。是低效叶,但它们又是高产所必需的。因 因此 此,在 在抽 抽穗 穗期 期LAI LAI中 中有 有效 效叶 叶面 面积 积与 与无 无效 效叶 叶面 面积 积各 各占 占的 的比 比例 例,在 在有 有效 效叶 叶面 面积 积中 中高 高效 效
19、叶 叶面 面积 积与 与低 低效 效叶 叶面 面积 积各 各占 占的 的比 比例 例,对群体光合性能和产量影响较大。对群体光合性能和产量影响较大。高产群体高效叶面积率 高产群体高效叶面积率75-80%75-80%,有效叶面积率,有效叶面积率95%95%。第19 页,本讲稿共69 页 高高产产群群体体除除有有一一个个较较好好的的叶叶面面积积组组成成外外,抽抽穗期每个有效茎蘖上叶系的配置也非常重要。穗期每个有效茎蘖上叶系的配置也非常重要。一一般般情情况况下下,抽抽穗穗期期水水稻稻茎茎生生倒倒33叶叶最最长长。高高产产群群体体中中,一一般般为为倒倒22叶叶最最长长,叶叶长长序序为为倒倒22叶叶倒倒3
20、3叶叶倒倒11叶叶倒倒44叶叶倒倒55叶,即叶,即2314523145叶长序。叶长序。因因为为倒倒22叶叶伸伸长长是是与与二二次次枝枝梗梗和和颖颖花花分分化化是是同同步的,倒步的,倒22叶较长是大穗的标志。叶较长是大穗的标志。第20 页,本讲稿共69 页(三)大库容 群体库容 群体库容=穗数 穗数 穗颖花数 穗颖花数 粒重 粒重 因此,提高产量有 因此,提高产量有3 3个途径,即增穗、增每穗颖花数和增 个途径,即增穗、增每穗颖花数和增粒重。粒重。理论上,任何途径都能提高产量,但现实并非完全理论上,任何途径都能提高产量,但现实并非完全如此。如此。(1 1)粒重主要受环境影响,同一品种在同一地区正
21、常年份)粒重主要受环境影响,同一品种在同一地区正常年份是比较稳定的,奇异年份才有较大变动。除非有重大栽培失误,是比较稳定的,奇异年份才有较大变动。除非有重大栽培失误,如缺肥早衰或过肥贪青倒伏,又如病虫为害。如缺肥早衰或过肥贪青倒伏,又如病虫为害。第21 页,本讲稿共69 页(22)我国水稻生产已完成了低产向中产的转变,这一)我国水稻生产已完成了低产向中产的转变,这一转变主要通过增加穗数实现。目前亩穗数普遍居高不下,转变主要通过增加穗数实现。目前亩穗数普遍居高不下,增穗增产的潜力已丧失。因为一般品种抽穗期单茎叶面积增穗增产的潜力已丧失。因为一般品种抽穗期单茎叶面积都在都在200cm200cm22
22、以上,增穗势必过快扩大叶面积,导致群体通风透 以上,增穗势必过快扩大叶面积,导致群体通风透光条件恶化,影响产量。光条件恶化,影响产量。鉴于上述两方面的原因,进一步提高产量,即中产变高鉴于上述两方面的原因,进一步提高产量,即中产变高产、高产超高产,只有增加每穗颖花数。产、高产超高产,只有增加每穗颖花数。近年来江苏水稻高产就是通过稳定穗数、提高每穗颖近年来江苏水稻高产就是通过稳定穗数、提高每穗颖花数实现的。花数实现的。第22 页,本讲稿共69 页年份 穗数 穗颖花数 结实率 千粒重 产量1990 30.1 90.9 92.3 27.1 6831993 27.8 110.0 87.0 27.3 73
23、01996 27.8 108.6 91.6 26.5 7331999 26.3 112.6 94.2 26.6 7342002 26.7 117.4 94.6 26.6 789武育粳 武育粳2 2号百亩示范方穗粒结构演进(江苏武进)号百亩示范方穗粒结构演进(江苏武进)第23 页,本讲稿共69 页 关于颖花量与结实率和千粒重的关系 过去认为群体颖花量与产量呈二次抛物线关系,颖花量超过一定值,结实率和粒重下降而减产,现在看来如果把颖花量限制为一个适宜的量即宣告了产量的限度。作为一个品种,在LAI适宜时,颖花量提高肯定有一个限度,但这一限度值又是很难确定的。近年生产实践证明,对一具体品种只要将LAI
24、控制在适宜水平上,不断增加颖花量、结实率和粒重并不会下降,但如促进颖花量增加的同时叶面积过大,郁蔽严重、群体光合量下降或倒伏,结实率和粒重才会下降。第24 页,本讲稿共69 页 提高颖花量的意义提高颖花量的意义 有利于提高抽穗至成熟期光合生产有利于提高抽穗至成熟期光合生产 从 从源 源流 流库 库关 关系 系看 看,高 高颖 颖花 花量 量扩 扩大 大了 了库 库容 容量 量,就 就使 使稻 稻穗 穗具 具有 有主 主动 动向 向光 光合 合生 生产 产系 系统 统提 提取 取光 光合 合产 产物 物的 的能 能力 力,调 调节 节流 流的 的运 运转 转方 方向 向和 和速 速度 度,形 形
25、成 成所 所谓 谓的 的容 容器 器拉 拉力 力,反 反过 过来 来又 又促 促进 进叶 叶片 片的 的光 光合 合生 生产 产效 效率 率。这 这一 一事 事实已被以下研究证实。实已被以下研究证实。1 1、相对于源的库容量愈大,单位叶面积的同化量愈高。、相对于源的库容量愈大,单位叶面积的同化量愈高。2 2、相对于源的库容量大,分配到谷粒中的光合产物比例提高。、相对于源的库容量大,分配到谷粒中的光合产物比例提高。第25 页,本讲稿共69 页第26 页,本讲稿共69 页 提高颖花量是实现高产的前提,但提高颖花量的同时往往伴随叶面积增大,当群体叶面积随颖花数增加而增大到一定程度,群体内受光条件恶化
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