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水稻高光效栽培技术

水稻高光效栽培技术
水稻高光效栽培技术

水稻高光效栽培技术

一、栽培模式

水稻高光效栽培技术是提高光能利用率的新型水稻栽培模

式。主要是改传统水稻栽培行向为西南一东北向,角度为磁南偏

西20度;水稻栽培行为通风透光超大行与栽植水稻小行组成的组合行,通风透光超大行行距60cm,栽植水稻小行行距20cm。在

栽植水稻小行上种植2行水稻,株距为12--15cm,栽插水稻秧苗

时采用拐子苗插法。

二、主要技术

重、培育壮秧:是指要采用简塑钵盘育苗。选无污染,背风,向阳,水电源方便,地势高,排水良好,无盐碱,土壤肥沃,地

势平坦的地方建育秧大棚。旱田表层土、腐殖土及腐熟农家肥按5:2:2比例混合过5目筛后做苗床土,选择当地主推优良品种,于4月上旬播种,播前晒种2--3天;用1:1.13的盐水选种;用

脒酰胺等在15℃水温下浸种5—6天;将浸泡好的种子捞出放在

保温处催芽两天,然后摊开晾晒,用配套播种器播种,保证每钵

2--3粒芽种,苗期管理中播种一出苗阶段保证水分;出苗一1叶1 心阶段棚内温度控制在25--28qC,晴天进行适当通风炼苗,保持

床土湿润;1.5叶--3.0叶阶段棚内温度控制在22qC左右,床面

要略呈干燥,高温天气要及时通风,控制秧苗徒长,在两叶一心

期追一次离乳肥,每平方米苗床追施硫酸铵30克兑水100倍喷浇,施后用清水冲洗一次,以免化肥烧叶,3.0叶一移栽阶段每天浇一

次透水,要大通风炼苗,插秧前4--5天晚间不盖膜炼苗,追施送

嫁肥,每平方米施硫酸铵60s,兑水100倍喷施,施后用清水冲洗

一次,以免化肥烧叶;

2、精细整地、配方施肥:是指5月上、中旬对稻田进行耕翻,耕翻深度15--18cm,做到深浅一致,犁底平,不留生格子,每公

顷施农家肥10吨、纯N75kg、P20s100kg、K2050kg后耙平,

要做到田面平整,耕层深厚,上软下松,为水稻高产创造良好的

土壤环境;

3、适时移栽:5月中下旬当秧龄30--35天,叶龄3.5--4.0

叶,苗高12--14cm,根数重2一重4条,百株地上千重2.5g以上时,即可移栽,播种前,用罗盘定向,将播种行向定为磁南偏西20度,做出标线,在标线一侧插2行秧苗,行距20cm,株距15cm,插

秧时采用拐子苗插法,插完这2行后,留出60cm作为大行距,

再按上述方法插2行,依此类推,做到不漏插、保证穴苗数3--4 棵、深浅一致;

4、灌溉:移栽时保持ltm水层,移栽后至返青采用深水护苗,水深一般在5--7cm,返青后至有效分蘖末期采用浅水灌溉,水深

保持3—5cm为宜;有效分蘖末期至幼穗分化期(6月下旬一7月上旬)采用深水灌溉或间断湿润灌溉控制无效分蘖;幼穗分化至乳熟

期(7月上旬一8月下旬)采用1--2cm浅水灌溉,若孕穗期遇17~C

以下低温深灌(10--20em)护胎;乳熟至收获前一周(8月下旬一9

月中旬)稻田应保持土壤湿润,在收获前7天断水;灌溉要采用昼

停夜灌方式进行;

5、施肥:公顷施用N150kS,P205100kg,K20100kg。插秧10 天后(6月5日)每公顷施纯N45kg促分蘖肥;出穗前30天(7月15日) 每公顷施纯N30kS、K2050kg攻穗肥,其余肥料全部用作底肥和口肥。水稻测土配方施肥技术

一、水稻的需肥特性

在水稻所吸收的矿质营养元素中,吸收量多而土壤供给量又

常常不足的主要是氮、磷、钾三要素。水稻养分吸收量,因产:

量水平不同、生长环境不同而有所差异,每667平方米稻谷和稻

草(谷草比例为1:1)从土壤中吸收纯氮5.8--12.5千克,磷4--6.5

千克,钾10.5--16.5千克。水稻形成,100千克籽粒,吸收纯氮在1.50 1.90千克,高产田略低些,低产田高些;吸收纯磷0.82—1.02

千克,吸收纯钾1.83 3.82千克。但随产量升高100千克籽粒,氮、磷、钾纯养分吸收量分别为2千克、0.9千克、3千克,氮、

磷吸收量与常规稻基本一致,而钾吸收量较常规稻高0.9千克。

上述吸肥比例也因品种类型、栽培地区、栽培季节、土壤性质、

施肥水平以及产量高低而异,故只能作为计算施肥量的参考。

二、水稻对养分需求的特点、

1、氮水稻是喜铵态氮作物。氮素供应充足时,水稻新根才

能发生,分蘖才能正常进行,叶片才能伸长。大量施用氮肥常导

致叶片过于繁茂,下层叶光照不足,有利于病虫滋生,引起后期

倒伏;过量施用铵态氮时易引起氨中毒。尤其是在低光照和低温

度条件下,氮肥能提高根系活力。氮肥表施能提高上位根的氧化

力而促进分蘖,深施则能提高下位根的活力而增加每穗颖花数。

2、磷磷能促进植株体内糖的运输和淀粉合成,加速灌浆结实,有利于提高千粒重和籽粒结实率。水稻幼苗期和分蘖期磷的

供应非常重要,此时缺磷会对以后的生长和产量产生明显的不良

影响。因此,磷肥必须早施。在水稻开花以后追施磷肥会抑制体

内淀粉的合成而阻碍籽粒灌浆。

3、钾钾能提高水稻对恶劣环境条件的抵抗力并减少病虫害发生,所以有人称钾肥为“农药”。

钾通过促进碳、氮代谢,可减少病原菌所需的碳源和氮源、

提高植株三磷酸腺苷酶的活力,促进酚类物质的合成,从而提高

作物的抗病能力。钾能增加植株根、茎、叶中硅的含量,提高单

位面积叶片上硅质化细胞的数量,茎秆硬度、厚度和木质素含量

均随施钾量增加而增加,并最终增加水稻对病原菌侵染的抵抗力。

4、硅水稻是代表性的喜硅作物,吸硅量在各种作物中最多,有“硅酸植物”之称。硅是水稻的必需营养元素。

5、锌锌对水稻生长发育有重要作用。锌能促进生长素的合成。水稻锌含量是营养器官大于繁殖器官。苗期和穗期尤其是苗

期是水稻的吸锌高峰,吸收的锌占整个生育期锌吸收量的84.6%

一96.1%。缺锌是水稻生产上较为普遍的问题。缺锌最明显的症

状是植株矮小,叶片中脉变白,分蘖受阻,出叶速度慢,严重影

响产量。因此,有人将锌列入仅次于氮、磷、钾的水稻“第四要素”。

三、稻株缺素症状

1、缺氮,水稻缺氮时,其叶片体积减少,植株叶自下而上变黄,稻株矮、分蘖少,叶片直立。

2、缺磷稻株缺磷时,植株高度基本正常,但叶片呈深绿色

或紫绿色,株型直立,分蘖少。

3、缺钾植株叶片由下而上在叶脉上出现红褐色斑点,下部

叶片边缘变黄。稻株分蘖较少,植株矮。叶片暗绿,顶部有赤褐斑。缺钾症状一般在移栽后开始,到移栽后20--30天最明显。

4、缺钙植株主茎中部叶片的叶绿素间断或消失,叶片卷曲,最后死亡。新叶顶部卷曲、发白、不久变褐。但下部叶片一般表

现正常,原因是钙在植株体内的流动性较差。

5、缺镁镁在植株体内流动性较好。缺镁时主茎中、下部叶

片褪色,并沿叶脉变黄,叶片卷曲死亡。植株分蘖少,稻株矮。

但上部叶片看不出症状。

6、缺铁植株叶片叶脉之间缺绿,随后变黄。但老叶仍呈绿色,惟新叶变黄。对出现缺铁症状的稻田,可喷施铁盐补充铁质。

四、水稻各生育期需肥规律

1、水稻不同时期对养分的吸收。水稻自返青至孕穗期,各种

元素吸收总量增加较快。自孕穗期以后,各种元素增加的幅度有

所不同。对氮素来说,至孕穗期已吸收生长全过程总量的80%,

其中磷为60%,钾为82%。

2、植株吸收氮量有分蘖期和孕穗期两个高峰。吸收磷量在分

蘖至拔节期是高峰(约占总量的50%),抽穗期吸收量也较高。钾

的吸收量集中在分蘖至孕穗期。自抽穗期以后,氮、磷、钾的吸

收量都已微弱,所以在灌浆期所需养分,大部分是抽穗期以前植

株体内所贮藏的。

五、水稻施肥技术

1、施肥数量

中国农业科学院土壤肥料研究所对262个水稻试验结果统

计,水稻最高纯收益时的氮肥用量为每667平方米12千克,氮、磷、钾1:0.88:0.32。但此比例不是一成不变的。中国化肥试验网的试验结果也说明,在水稻氮、磷、钾的配比中,从经济效益

来看,以1:0.5:0.5为好。一般中等肥力地块每667平方米施纯氮10--12千克、纯磷4--7千克、纯钾4--8千克。

2、施肥原则

(1)基肥插秧前结合整地施入的肥料称为基肥。一般以有机

肥为主,配合适量化肥,其中磷、钾肥可一次施入。因为水稻一

生中吸收养分最多的时期在出穗以前,故基肥应占总施肥量的80

%以上,以满足水稻前期营养器官迅速增大对养分的需要。另一

方面,结合耕作整地施基肥,能使土肥充分融合,为水稻生长发

育创造一个深厚、松软、肥沃的土壤环境。

(2)追肥

分蘖肥移栽水稻返青后至分蘖期间追施的肥料称为分蘖

肥。其目的在于弥补稻田前期土壤速效养分的不足,促进分蘖早

生快发,为水稻后期生长发育奠定基础。

穗肥水稻幼穗开始分化至穗粒形成期迫施的肥料称为穗

肥。此时水稻营养生长与生殖生长并进。在幼穗分化初期追肥,

有巩固有效分蘖和增加颖花数的作用,但应注意避免最后3片叶

基部3个伸长节间过分伸长,否则群体冠层结构郁闭,结实率降低。孕穗期追肥,可减少颖花的退化,对提高结实率和籽粒灌浆

有一定作用。

粒肥在水稻齐穗前后追施的肥料称为粒肥。此期施肥可防

上根系早衰,减缓水稻群体后期绿色叶面积衰减速度,延长叶片

功能期,提高光合生产能力,从而增加结实粒数并提高粒重。此时,水稻根部吸收能力减弱,根外追肥不失为一种经济有效的追

肥方式。

3、施肥方法

高产水稻栽培在肥料运筹上,应根据土壤肥力状况、种植密度、生产水平和品种特性进行配方施月巴。注重有机肥、无机肥的配合和氮、磷、钾及其它元素的配合施用。而氮肥的施用时期有

较大差异,主要有以下几种:

(1)基肥“一道清”施肥法是将全部肥料于整田时1次施下,使土肥充分混合的全层施肥法。适用于黏土、重壤土等保肥力强

的稻田。

(2)“前促”施肥法是在施足基肥的基础上,早施、重施分蘖

肥,使稻田在水稻生长前期有丰富的速效养分,以促进分蘖早生、快发,确保增蘖、增穗。尤其是基本苗较少的情况下更为重要。一般基肥占总施肥量的70%一80%,其余肥料在返青后全部施用。此施肥法多用于栽培生育期短的品种,施肥水平不高或前期温度较低、肥效发挥慢的稻田。

(3)“前促、中控、后保”施肥法水稻吸肥高峰期在移栽后

2--3周,必须在移栽期施用大量速效性肥料,才能使供肥高峰提

前,以适应水稻“前促”的要求。通常把肥料的70--80%集中施用

于前期。当分蘖达到预期的目标后,再采用搁田或烤田的方法,

控制氮素的吸收。后期复水后,对叶色褪绿严重的稻株,于孕穗

期酌施保花肥,以提高根系活力,提高结实率,增加千粒重。此

方法最适宜供氮能力低的土壤。对这种施肥方法,群体的评价是:前期攻得起,攻而不过头,早发争多穗;中期控得住,控而不脱

尾巴,壮秆攻大穗;后期保得住,活熟争粒重。

(4)“前稳、中攻、后补”施肥这种施肥方法,前期栽培着眼于促根、控叶、壮秆。当进入幼穗分化期,重施促花肥,以增加

颖花分化数,减少颖花退化。抽穗以后,可看苗补施粒肥。这样

施肥方法,在中熟、晚熟品种,保肥性差的稻田,以及施肥量较

低的情况下采用较为经济有效。

(5)实地管理(SSNM)技术这是由国际水稻研究所近年来研

究提出的施肥技术。根据不同地点的土壤供肥能力与目标产量需

要的差值,决定总的施肥量范围。在水稻的主要生长期应用叶绿

素仪或叶色卡诊断水稻氮素营养状况,调整实际氮用量,以达到

适时适地供给养分,促进水稻健壮生长,减少病虫害,提高产量

和施肥效益,增加农民收入。研究结果表明,试验示范区水稻氮

肥用量比常规降低20%---30%,氮肥利用率显著提高,实施的水稻比对照增产5%—-8%。

超极稻品种及配套栽培技术

该项技术以超高产水稻品种为核心,配以钵盘早育苗、培育

带蘖壮秧,本田精细管理等超高产栽培技术,从而获得较高产量

的一项先进水稻生产技术。

一、适宜区域

我省除白城、延边、白山地区以外,其它水稻主产区均可推

广应用。2008年我省计划推广超级稻500万亩。其中,主导品种:吉粳88号推广330万亩;吉粳83号70万亩;吉粳102号30万亩;农大19号20万亩;沈农265号10万亩。搭配品种:九稻48 号10万亩;长白17号10万亩;松粳6号10万亩、通禾832

号10万亩。

该项技术平均每亩可以增产稻谷102.6公斤,平均增产率可达10%以上。

二、技术要点

1、选择适宜区域:超级稻水稻品种的生育期一般在140天以上,在我省属于中晚熟品种,因此,只适宜在除白城、延边、白

山市以外的平原水稻区推广。

2、适时早育、早插:吉林省一般中熟水稻品种的育苗大约在

4月10日才开始育苗,5月25日插秧。但对于超级稻来说,此时

育苗就会延迟生育期,影响安全成熟。因此,超级稻育苗、插秧

必须提前,要求在4月重日开始育苗,5月15日既开始插秧。

3、合理密植:我省主要推广的超级稻吉粳88和吉粳83,这

两个品种分蘖力中等,而我省稻区又有稀植的习惯,致使超级稻

穴数不足,穗数不足,导致超级稻潜力不能充分发挥,因此,超级稻插秧密度应适当增加,以每平方米20--25穴为宜。

4、增施肥料:超级稻吸肥力强,需肥量大,所以要注意增施

农肥和化肥,采用有机肥和化肥相结合的配方施肥法。每公顷施

纯氮150 170公斤,按底:蘖:补:穗的施肥比例3:4:2:1

方式分期施用;纯磷60--70公斤作底肥;纯钾90--110公斤,分

两次施,底肥70%,拔节期追30%。

5、田间管理:水份管理采取分蘖期浅,孕穗期深,籽粒灌浆

期浅的灌溉方法。7月上中旬注意防治二化螟,抽穗前注意及时

防治稻瘟病。

三、注意事项

我省目前种植面积较大的超级稻品种主要是吉粳88,品种比

较单一,为避免重大病虫害大面积发生,应注意品种合理搭配种植。

水稻机械化育插秧技术

水稻机械化育插秧技术是在水稻育插秧生产过程中采用机械

化作业的技术,包括硬件技术(技术设备)和软件技术(生物技术及

管理技术)。

一、适宜区域

水稻育插秧机械化技术适宜在全省各水稻生产区域推广应用。

二、技术要点

1、水稻育插秧技术要求:与常规育秧方式相比,机插水稻育秧的显著特点是播种密度大,标准要求高。(1)品种选择、种子处理、整地作床、播种期、播种量、苗床管理等均参照吉林省地方标准DB22 /T891--97的要求操作。(2)机械播种采用全自动播种机播种、半

自动播种机播种、苗床播种机播种和苗盘播种器播种等。

2、水稻插秧机械技术要求:(1)水稻插秧机械尽可能选用拥国家目录

推荐产品,包括手扶式插秧机、乘坐式插秧机及人力插秧机等。(2)大田

整地要平、细、泥烂、无杂物,泥脚深度不得超过30cm,插秧时水深

保持在2cm左右;秧苗必须是规格化的秧苗,秧苗高度15-20cm,均匀

度80%以上;保证机插质量,漏插率不大于5%,相对均匀度合格率大

于85%,伤秧率不大于5%,不漏行,每亩1.8-2万株。

三、注意事项

1、水稻机械插秧前的技术准备:机手必须经过专业培训。插

秧前对水稻插秧机作全面的检查调整和保养,以确保其技术状态

良好,并符合当地农艺技术要求。检查机插秧苗和田整地的标准

化情况,确保插秧质量。

2、水稻机械插秧操作:机手要严格按照插秧机使用说明书的

要求操作,在地头转弯或通过地埂等情况时应及时将插植机构提升。随时检查插秧机件,及时清理缠草和泥土等。

3、水稻插秧机械的保管:插秧作业完毕后,要将插秧机清洗干净,并按使用说明书保养要求进行保养,停放在干燥通风处保管。水稻机械化收获技术

一、适宜区域

水稻机械化收获技术适宜在全省各水稻生产区域推广应用。

二、技术要点

l、水稻收获机械化收获方式法有联合收获法和分段收获法两种。

2、水稻联合收获机械化技术:使用联合收获机一次完成水稻

的收割、脱粒、茎杆分离、谷粒清选、谷粒装袋或随车卸粮等工

序的技术。

3、水稻分段收获机械化技术:使用割晒机和割捆机等收割机

械先将水稻的茎基部整齐排列铺放或大捆置于田面,再根据实际

情况先选择田间脱粒或运到场上脱粒的收获方式。

4、水稻收获机械的技术要求:(1)收割、脱粒干净。(2)总损

失率:全喂入式水稻联合收获机 3.5%,半喂入式水稻联合收获

机≤ 2.5%。(3)破碎率:全喂入式水稻联合收获机≤2.0%,半喂入式水

稻联合收获机≤0.5%。(4)割茬高度:要求在5-20cm范围内选择。

三、注意事项

重、水稻收割前技术准备:收割前对水稻收割机作全面的检查和保养,以确保其技术状态良好。充分了解所收水稻生长情况和

地块自然状况。

2、收获机械操作:(1)”水稻收割作业中根据水稻作物生长情况和田地自然状况正确选用收割前进速度,在地头转弯或通过沟、埂等情况时应及时减速。随时检查收割机件,及时清理缠草和泥土等。

(2)收获机械在作业、转弯运动中要特别注意行人动态和障碍物,以便及时采取有效措施,防止发生意外事故。(3)当收割倒伏角度,450 的水稻时,要采取单向顺倒伏或垂直倒伏方向的水稻收割方法。

3、收获机械的保管:收获作业完毕后,要将机组清洗干净,特别是滚筒、清选、输出部分的杂草、谷壳、谷粒、尘土等要清理干净,并卸下所有皮带,涂上防锈油或油漆,停放在干燥通风处保管。水稻化学除草技术

一、目前推广应用的水田除草剂种类:

目前辉南市场上水田除草剂种类繁多,真可谓五花八门,琳

琅满目,但总结归纳起来也不外乎六大类十八种类型。

1、水田禾本科杂草芽前处理剂:

水田禾本科杂草芽前处理剂包括60%丁草胺EC、90%丁草

胺EC、丙草胺、莎稗磷、苯噻酰草胺五种类型,其中莎稗磷、苯噻酰草胺效果较好。

2、水田阔叶草芽前处理剂:

水田阔叶草芽前处理剂包括10%苄嘧磺隆、30%苄嘧磺隆、10%吡嘧磺隆、多元合剂、其它成分的除草剂五种类型,其中苄嘧磺隆、米全、莎多伏效果较好。

3、禾本科杂草和阔叶杂草都能防除的混合制剂:

混合制剂近些年发展最快,产品最多,大体包括苯噻酰草胺和苄嘧磺隆的混合制剂、苯噻酰草胺和吡嘧磺隆的混合制剂、莎稗磷和苄嘧磺隆的混合制剂、二氯喹啉酸和苄嘧磺隆的混合制剂、丁草胺和苄嘧磺隆的混合制剂五种类型,其中稻利达、圣农乐效果较好。

4、禾本科杂草和阔叶杂草都能防除的单剂:目前只有进口农思它一种单剂。

5、防除稻稗的茎叶处理剂:这类除草剂的有效成份是二氯喹磷酸,商品有杀稗亡、神助、新二氯喹啉酸、快杀稗等。另外,2005年市场上又推出一种防除稻稗的泡腾剂一丹东农药厂生产的稗神。

6、防除莎草科杂草的茎叶处理剂:这类除草剂的有效成份主要是二甲四氯和苯达松,商品有黑李逵、灭三棱、莎阔灭棱、二甲四氯钠盐、灭草松等。

以上是目前辉南县推广应用的水田除草剂种类,不同种类的

除草剂不但防除的杂草不同,而且除草效果也不尽相同,如果不能有针对性地选择和正确使用不同种类的除草剂,就会出现许多问题。

二、水田化学除草中存在的问题:

近些年来水田化学除草出现了许多问题,归纳起来有两个方面,一是药害时常发生,二是除草效果不理想。虽然不是普遍现象,但对水稻生产都造成了很大影响。

1、药害问题:包括除草剂本身副作用产生的药害和除草剂质量问题产生的药害。

①除草剂本身副作用产生的药害:

丁草胺和马歇特对水稻都有药害,在适宜气候条件、秧苗素质较好,常规用量情况下,药害表现不明显;在遇到低温、秧苗素质较差、用量偏大、使用过早等情况下就会产生药害,致使稻株根系变色、生长缓慢,严重时可诱发水稻赤枯病,大面积发生僵苗、死苗,造成减产,甚至绝收。

另外防除莎草科杂草的茎叶处理剂对水稻都有药害,、使用过早或用量过大会造成稻株分蘖减少和生长受抑制;使用过晚或用量过大会造成稻株抽穗延迟、小穗、生长受抑制,最终造成减产。

②除草剂质量问题产生的药害:

2000年推广的苄磺隆水田除草剂和2005年推广的稻植音水

田除剂都因除草剂质量问题大面积发生药害,造成稻株黄化、根系变褐坏死,生长严重受抑制、抽穗延迟、小穗、籽粒不能正常

成熟、严重减产、近20公顷水稻绝收,并且对土壤造成严重污染,由于检测条件有限,对下年水稻生产是否会造成损失还无法确定。

2、除草效果问题:

近些年来水田化学除草效果不理想与诸多因素密切相关,有

自然因素,也有人为因素。

①自然因素:包括田间杂草群落变异、土质条件和气象条件。

近年田间杂草群落变异特别大,三棱草、水葱、水上漂、牛

毛毡、水绵等恶性杂草逐年增多,面积不断扩大,以这些恶性杂

草为主的新的田间杂草群落正在形成,造成常规用药情况下除草

效果不理想。

土壤质地不同对除草效果影响较大,常规用药情况下盐碱地、漏水田、有机质含量高的地块除草效果都不理想。

气象条件对除草剂的活性及除草效果影响很大,施药期遇阶

段性低温使除草剂活性下降,杂草腊质层增厚,除草效果不理想。

②人为因素:包括选择药剂不合理、使用方法不当、管理不当。

各种除草剂的防除对象都不尽相同,没有针对田间杂草群落

选择适宜除草剂,除草效果就不会很好。

施用除草剂时为了方便省事,应该喷雾处理的也都拌土撒施,不能正确使用导致除草效果不理想。

芽前除草剂不能保持5--7天水层,后期喷雾处理的施药时没

有排于水层,以及施药后串池排灌等管理不当都会导致除草效果

不好。

针对目前水田化学除草效果不理想及药害经常发生等问题,

综合分析实际生产情况,认真总结经验,对今后水田化学除草提

供一些技术支撑和建议。

三、对今后水田除草的建议

1、慎重选择除草剂品种。根据自家水田地的杂草群落情况,

保水能力、秧苗素质、以及气象条件,正确选择正规厂家生产的“三证”齐全的名牌产品。

2、正确使用除草剂。把握好用药时期,药剂用量要精确,施

用要均匀,施用方法要正确,施药后要注意保持水层,不要串池

排灌。

3、根据田间杂草群落选择适宜的除草剂。稻稗多的地块建议

施用莎苄合剂或苯苄合剂;三棱草、水葱等莎草科杂草多的地块,建议两次施用苄嘧磺隆,间隔15天左右,或者先期正常用药,中

期施用米全除草剂;眼子莱多的地块建议施用西草净,于眼子菜

由红转绿时施用效果最好;水绵多的地块建议施用百螺敌,施用

百螺敌比施用硫酸铜效果好,可以当年一次根除水绵,而且还可

以兼防福寿螺。

4、保水田除草剂的选用。保水田尽可能选用稻利达等莎苄

合剂、圣农乐等苯苄合剂,或者用苯噻酰草胺+苄嘧磺隆(或吡嘧

磺隆)等芽前除草剂,于杂草出土前,或刚出土时施用,并根据田

间杂草情况适当增减用药量。

5、漏水田除草剂的选用。漏水田尽可能不使用芽前除草剂,建议用稻田旺飞农力等二氯苄成分的除草剂于杂草3叶期前喷雾处理,一天后灌水还有封闭作用。

6、盐碱地和有机质含量高的地块建议加大用药量。

7、施药时期如遇阶段性低温,建议在气温回升后选用适宜韵除草剂。

8、如发生药害应及时排灌洗田,同时喷施植物生长调节剂缓解药害。

水稻恶苗病防治技术

一、症状:

又称徒长病,全国水稻区均有发生。病谷粒播后常不发芽或不能出土。苗期发病病苗比健苗细高,叶片叶鞘细长,叶色淡黄,根系发育不良,部分病苗在移栽前死亡。在枯死苗上有淡红或白色霉粉状物,即病原菌的分生孢子。本田发病节间明显伸长,节部常弯曲露于叶鞘外.下部茎叶逆生多数不定须根,分蘖少或不分蘖。剥开叶鞘,茎秆上有暗褐条斑,剖开病茎可见白色蛛丝状菌丝,以后植株逐渐枯死,湿度大时,枯死病株表面长满淡褐色或白色粉霉状物,后期生黑色小点即病菌于囊壳。病轻的提早抽穗,穗形小而不实。抽穗期谷粒也可受害,严重的变褐,不能结实,颖壳夹缝处生淡红色霉,病轻不表现症状,但内部已有菌丝潜伏。

二、病原:

称串珠镰孢,属半知菌亚门真菌。分生孢子有大小两型,小分生孢子卵形或扁椭圆形,五色单胞,呈链状着生,大小

4--6X2—5(1am)。大分生孢子多为纺锤形或镰刀形,顶端较钝或粗细均匀,具3--5个隔膜,大小17-28x2.5---4.5(pm),多数孢子聚

集时呈淡红色,干燥时呈粉红或白色。有性态称藤仓赤霉,属子囊菌亚门真菌。子囊壳蓝黑色球形,表面粗糙,大小

240--360x220--420(pm)。子囊圆筒形,基部细而上部圆,内生子囊孢子4--8个,排成1—2行,子囊孢子双胞五色,长椭圆形,

分隔处稍缢缩,大小5.5-11.5X2.5-4.5(pm)。

三、传播途径和发病条件:

带菌种子和病稻草是该病发生的初侵染源,浸种时带菌种子上的分生孢子污染无病种子而传染。严重的引起苗枯,死苗上产生分生孢子,传播到健苗,引起再侵染。带菌稻秧定植后,菌丝体遇适宜条件可扩展到整株,刺激茎叶徒长。花期病菌传播花器上,侵入颖片和胚乳内,造成秕谷或畸形,在颖片合缝处产生淡红色粉霉二病菌侵入晚,谷粒虽不显症状,但菌丝已侵入内部使种子带菌。脱粒时与病种混收,也会使健种子带菌。土温30--35℃时易发病,伤口有利于病菌侵入;旱育秧较水育秧发病重;增施氮肥刺激病害发展,浸种时低温,浸种药效果差,浸种时间短、搅拌不均、出苗后高温干旱、通风小加重病情。施用未腐熟有机肥发病重。一般籼稻较粳稻发病重。糯稻发病轻。晚稻发病重于早稻。

四、防治方法:

(1)建立无病留种田,选栽抗病品种,避免种植感病品种。

(2)加强栽培管理,催芽不宜过长,拔秧尽可能避免损根。做到“五不插”即不插隔夜秧,不插老龄秧,不插深泥秧,不插烈日秧,不插冷水浸的秧。

(3)清除病残体,及时拔除病株并销毁,病稻草收获后作燃料或沤制堆肥。

(4)种子处理。主要选用咪鲜胺、植物龙、恶苗灵进行浸种,浸种要达到100日度,一般浸1周左右,每天搅拌2次。

水稻稻瘟病防治技术

稻瘟病是水稻生产上的头号杀手,对水稻产量和品质影响最大,前几年超产2号和吉9244都大面积发生和流行水稻稻瘟病,造成大幅度减产。2005年大面积发生水稻稻瘟病,且流行迅速,病情严重,大面积造成白穗和秕谷,减产幅度高达30%,严重地块造成绝收。近几年水稻稻瘟病又有逐年加重的趋势,防治工作不容忽视。

稻瘟病菌为半知菌亚门稻梨孢菌,有性世代为子囊菌亚门稻卵孢球腔菌,一般很少产生有性世代。稻瘟病菌以分生孢子和菌丝体在稻草、病秕谷和种子上越冬,散落田间、场地或草堆外的分生孢子或翻埋土中、堆肥中的菌丝体容易死亡,往往不能越冬。所以带病菌种子、病稻草堆和以稻草沤制而未腐熟的肥料是每年病害的初侵染来源。

作物栽培学-完整版

一、作物栽培学的性质、任务 1.性质:作物栽培学是研究农作物高产优质栽培理论与技术的一门应用科学。 2.任务:研究作物生长发育和产量形成规律及其与环境条件的关系,提出高产、优质、高效、安全的栽培技术措施。 二、作物的起源、分类和分布 1.作物的起源: 起源地:(1)中国的中部和西部山区及其毗邻的低地是“第一个最大的独立的 世界农业发源地和栽培植物起源地”(2)中南美洲地区 2.作物的分类: (一)根据作物的生理生态特性分类 按作物对温度条件的要求,分为喜温作物和耐寒作物。喜温(10°C):稻、玉米、高粱、谷子、棉花、花生、烟草;耐寒(1~3°C):小麦、大麦、黑麦、 燕麦、马铃薯、豌豆、油菜。 按作物对光周期的反应,分为长日照作物、短日照作物、中性作物和定日照作物。长日照作物(在日照变长时开花的作物):麦类作物、油菜;短日照作物(在日照变短时开花的作物):稻、玉米、大豆、棉花、烟草;中性作物(对日照长短没有严格要求的作物):荞麦;定日照作物:甘蔗的某些品种只能在 12.75h的日照长度下才开花。 根据作物对CO2同化途径的特点分为三碳(C3)作物和四碳(C4)作物。 C3作物(光合作用CO2补偿点高):水稻、小麦、大豆、棉花、烟草 C4作物(光合作用CO2补偿点低):玉米、高粱、谷子、甘蔗(二)按作物用途和植物学系统相结合分类 1. 粮食作物:谷类作物(小麦、大麦、燕麦、稻、玉米、谷子、高粱等) 豆类作物(大豆、豌豆、绿豆、蚕豆、豇豆、菜豆等) 薯芋类作物(甘薯、马铃薯、木薯、豆薯、山药、芋等) 2.经济作物:纤维作物(棉花、大麻、亚麻、洋麻、黄麻、龙舌兰、蕉麻等)

不同品种及栽培方式对双季青贮玉米品质的影响

不同品种及栽培方式对双季青贮玉米品质的影 响 【摘要】近几年随着畜牧业产品需求不断增加,对双季青贮玉米,夏玉米和单季春玉米不同模式的物质积累量和生育过程的光、温、水资源的实际利用效率,进行系统测定分析。结果表明,双季青贮地膜玉米-玉米模式优于传统模式冬小麦-夏玉米,其全年干物质生产率提高10.3%,能量提高12%,总辐射利用效率提高12.5%,热量资源生产效率提高 22.5%,水分生产效率增加36.3%。由此可见,通过利用全年两季C4玉米的高光效,早春覆膜栽培以及两季品种有效配置,不但可以充分利用两熟区的自然资源,而且为该区畜牧业发展提供了一条新型的高产高效种植模式。 【关键词】品种栽培方式青贮玉米品质影响 1、前言 玉米是禾本科一年生高产作物,青贮玉米并不指玉米品种,而是鉴于用途,青贮玉米是将新鲜玉米存放到青贮窖中(即进行青贮),经发酵制成饲料或工业原料。青贮玉米是鉴于农业生产习惯对一类用途玉米的统称。青贮玉米与普通籽实玉米不同,主要区别是:1、青贮玉米植株高大,在2.5~3.5m,最高可达4m,以生产鲜秸秆为主,而籽实玉米则以产玉米籽实为主。2、收获期不同:青贮玉米的最佳收获期为籽粒的乳熟末期至蜡熟前期,此时产量最高,营养价值也最好,而籽实玉米的收获期必须在完熟期以后。3、青贮玉米主要用于饲料,而籽实玉米除用于饲料外,还是重要的粮食和工业原料。 1.1本文研究背景 近几年随着畜牧业产品需求不断增加,对双季青贮玉米,夏玉米和单季春玉米不同模式的物质积累量和生育过程的光、温、水资源的实际利用效率,进行系统测定分析。结果表明,双季青贮地膜玉米-玉米模式优于传统模式冬小麦-夏玉米,其全年干物质生产率提高10.3%,能量提高12%,总辐射利用效率提高12.5%,热量资源生产效率提高 22.5%,水分生产效率增加36.3%。由此可见,通过利用全年两季C4玉米的高光效,早春覆膜栽培以及两季品种有效配置,不但可以充分利用两熟区的自然资源,而且为该区畜牧业发展提供了一条新型的高产高效种植模式。 1.2国内外研究现状 在欧美等畜牧业发达的国家,特别是奶牛、肉牛、奶羊和肉羊等生产发达的国家,都大量种植青贮玉米,广泛使用青贮饲料,如法国、加拿大、美国、荷兰等国家早在十几年前就培育出大量的青贮饲料专用玉米进行全株青贮,并进行大面积推广种植。目前奶业和肉业发达国家大量推

优质水稻高产栽培技术

优质水稻高产栽培技术 1、整地:秧地应选择地势高、不积水、近水源、肥沃的稻田,按常规育秧的做法,耙烂耙平,增施秧田基肥,早施腐熟有机质肥料,培肥秧田。 2、品种选择 根据当地的自然气候特点,我们因地制宜的选用中早熟品种种植为主,原则是优质、高产、抗逆性强(多抗稻瘟病、倒伏等)、耐冷性强。可以选择龙粳20,龙粳25,龙粳26、龙粳29等。种子纯度须保证98%,净度98%,发芽率85%以上,含水量不高于13.5%,公顷留种70公斤 3、种子处理 3.1每公顷用种量:一般钵盘育苗用种量25公斤(发芽率在95%以上),一般旱育苗30~40公斤。盐碱地适当多些,非盐碱地区适当少些,旱育稀植的也要少些。 3.2晒种:选晴天,在干燥平坦地上平铺席子或水泥场摊开,厚度一寸,晒2~3天,白天晒晚间装起来,在晒的时候经常翻动,目的是提高种子活性。 3.3浸种消毒:目的是使种子充分吸水有利发芽,同时消毒防治恶苗病。目前生产上消毒药剂很多。恶苗净(多效灵)用的较为普遍。本品每袋100克,加水50公斤,搅拌后浸种40公斤,常温浸种5~7天,浸后不用清水洗可直

接催芽播种。 4、播种 4.1播期。当日气温稳定通过5―6℃即可播种。具体时间在4月10―20日。 4.2播量。盘育苗的每盘播干种子100―110克,也就是播芽种120―125(2.4―2.5两)克。每100平方厘米播250粒左右种子,也就是4平方厘米播10粒种子。 4.3 播种方法。机械播种,播种要均匀一致,不均匀的可用鸡毛扫种子达到均匀状态。播后用塑料包裹的木板拍压种子,使种子三面入土。 4.4封闭灭草。一是用1.15%丁.扑粉剂(苗床除草剂)250克(一袋),混细土3―5公斤,撒施20平方米苗床,进行封闭灭草。为了撒施均匀,先撒施70%,再用30%找匀。二是用40%丁.扑乳油(床净丰)用量为40―50毫升/100平方米(一支20毫升喷40―50平方米),对水50公斤,覆土后喷雾。 5、田间管理 5.1水层管理。在水的管理上做到“浅水插秧、深水返青、浅水促孽、适时晒田、保水养花、干湿壮籽、蜡黄断水”的原则,后期不可断水过早,以免降低粒重。晒田时一定要坚持苗到不等时,时到不等苗,当全田总茎蘖达到17万时就要开始晒田控制。如生长旺、叶色深、有徒长现象,

农作物栽培技术手册

目录 玉米生产技术规程 一、种子和种子处理 (4) 二、选茬、耕整地 (4) 三、施肥 (5) 四、播种 (5) 五、田间管理 (5) 六、收获 (5) 玉米机械化行间覆膜生产技术技术规程 一、选地整地........................................... ........................................... (6) 二、品种选择........................................... . (6) 三、地膜选用........................................... (6) 四、播期:........................................... ............................................. . (6) 五、施肥........................................... ............................................ ..... (6) 六、化学除草........................................... (6) 七、田间管理.......................................................................... .. (6) 水稻生产技术规程 一、寒地水稻农时标准 (7) 二、寒地水稻生产用种标准 (8) 三、寒地水稻旱育壮苗标准 (8) (一)旱育壮苗量化标准............................................................................ (8) (二)水稻旱育壮苗外部形态五项标准 (8) 四、寒地水稻培育旱育种壮苗技术标准 (9) (一)寒地旱育水稻育秧田标准 (9) (二)寒地水稻种子处理技术 (9) (三)寒地水稻置床处理技术标准 (11) (四)寒地水稻播种技术标准 (12) (五)寒地水稻秧田管理技术标准 (12)

分子标记在水稻育种中的应用

水稻是我国最主要的粮食作物,水稻生产在未来几十年内要保持稳定的增长,这一增长是在更少的土地和水资源的条件下完成的,培育高产、优质、抗病虫性及抗逆性强的品种是水稻生产可持续发展的最佳途径。传统育种主要是在不甚明了基因背景的条件下,通过杂交和各种育种技术,根据植株在田间的表现进行评价与选择。表型性状不仅取决于遗传组成也受控于环境条件,而环境效应较易掩盖基因效应,因此,仅从表型进行选择显然是不理想的,特别是对受多个基因控制的数量性状选择,更难做到准确。 随着近二十年来现代分子生物学技术的应用与发展,特别是遗传标记的出现与应用,为作物育种提供了强有力的工具。在遗传学实验中,通常将可识别的等位基因差异或遗传多态性称为遗传标记。在遗传学的发展过程中,先后出现了以下四种 遗传标记:形态标记、细胞标记、生理生化标记、分子标记。其中以分子标记最为理想,因为DNA水平的遗传多态性表现为核苷酸序列的任何差异,甚至是单个核苷酸的变异,因而其数量几乎是无限的。与以往的遗传标记相比,DNA标记还有许多特殊的优点,如无表型效应、不受环境限制和影响等。 1DNA分子标记的分类 自1974年Grodzicker创立了限制性片段长 度多态性(restrictionfragmentlengthpolymor- phism,RFLP)标记技术以来,分子标记得到最广泛 的应用。DNA分子标记是DNA水平的直接反映。依据对DNA检测手段,DNA分子标记可以分为四类(方宣钧,2001):第一类为基于DNA-DNA杂交的DNA分子标记,该技术通过限制性酶切、凝胶分离、探针杂交、显色技术来揭示DNA的多态 性。其中最具代表性的是发现最早、应用广泛的 分子标记在水稻育种中的应用 李春光,刘华招 (黑龙江省农垦科学院水稻研究所,黑龙江 佳木斯 154025) 摘要:分子标记技术的应用日趋广泛,对水稻育种研究有重要的价值。通过重点介绍近年来分子标记在水稻分子遗传图 谱的构建、遗传资源保存和遗传多样性分析、基因的标记及克隆、分子标记辅助育种等方面研究的应用情况,探讨了分子标记的应用在水稻育种上的优势。关键词:分子标记;水稻;育种收稿日期:2007-03-09 作者简介:李春光(1978-),男,研究实习员。 综述 2007年第5 期中图分类号:S511.035.3 文献标志码:A 文章编号:1673-6737(2007)05-0019-06 ApplicationofMolecularMakerstoRiceBreeding LIChun-guang,LIUHua-zhao (RiceResearchInstituteofHeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,JiamusiHeilongjiang154025,China)Abstract:Thewideuseofmolecularmarkershasplayedaveryimportantroleinricebreedingresearch.Inthispaper,thesituationsofapplicationofmolecularmarkersinvolvingricegeneticmapconstruction,geneticgermplasmreservationandpolymorphismanalysis,genetaggingandcloneandmolecularmarkerassistedselectionwereintroducedandadvan-tagesofmolecularmarkeronricebreedingwerediscussed.Keywords:Molecularmarker;rice;breeding 19--

生物变异在育种上的应用(高三复习)

课题:生物变异在育种上的应用 活动一:现有抗病易倒(TTDD)和易病抗倒(ttdd)的品种,来培育抗病抗倒的高产品种。如果你是育种工作者,请你写出杂交育种和单倍体育种的基因型图解。) 活动二:资料一:随着神舟九号返回舱平安降落,天宫一号与神舟九号载人交会对接任务圆满成功,中国航天迈上新台阶。从1987年以来,有800多个品种的植物种子进行了太空育种试验,一大批高产、优质的农作物已经走进千家万户的餐桌。经历过太空遨游的农作物种子,返回地面种植后,不仅植株明显增高增粗,果型增大,产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。 资料二:目前,在苹果上已经获得了抗虫转基因植株,所使用的抗虫基因主要有bt(bacillus thypsin inhibitor)和cpti基因。bt基因是从苏云金杆菌分离出来的杀虫结晶蛋白(icp)基因。cpti对许多害虫都具有抗性,广谱性是其最主要的优点。国外利用cpti基因于1992年成功转化了绿袖苹果;国内达克东等也应用cpt i基因转化了皇家嘎拉,southem杂交证明目的基因存在于苹果基因组中。 问题:1.与杂交育种相比,资料一所说的育种方法有什么优点?联系基因突变的特点,谈谈该育种方法的局限性 2.资料二所涉及的育种方式所需要的工具及大概步骤是什么?活动三:比较几种育种方法

[活动反馈] 1.(2011 年汕头模拟)已知番茄的红果(A)对黄果(a)为显性,二室(B)对多室(b)为显性,控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。 (1)图Ⅰ过程培育植物体A 主要应用了______________的原理;在珍贵药材、花卉培养上常用这种方法,其中一个原因是这种育种方式能够保持________________。 (2)用红果多室(Aabb)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验,则Ⅱ过程中,从花粉形成幼苗B 所进行的细胞分裂方式是________分裂。培育植物体B 的方法(Ⅱ)称为______________;该育种方式的优越性主要表现在________________,如果只考虑花粉之间两两融合,图Ⅲ中植物体 C 的基因型有________种。 (3)要将植物的器官、组织、细胞培养成完整植株,除了需要一定的营养条件和植物激素、适宜温度和一定光照、无菌条件等之外,还需要________________。 (4)图中Ⅳ过程,通常植物体D 能表现出两个亲本的遗传性状,根本原因是________________。 2.(2012 年茂名一模)已知水稻的光效(光能利用效率)由一对基因(A、a)控制,抗病性由另一对基因 (B、b)控制,两对基因独立遗传。高光效抗病水稻的育种方案如下,请回答下列问题。 (1)水稻的低光效与高光效这对相对性状中,_______是显性性状,而甲的基因型为_______________________________ (2)假设辐射处理后得到一株水稻,检测突变基因转录出的mRNA,发现第二个密码子中的一个碱基发生替换,该水稻的光能利用效率一定提高吗?______,原因是____________________________________________________________。 (3)若用乙培育高光效抗病水稻新品种,为了提高其在子代中的比例,应采用的育种方法是_____________,其比例为____。 (4)若下图为一株水稻(Aa)减数分裂过程中的一个细胞,同一条染色体两条姐妹染色单体的同一位点上的基因分别是 A 和 a ,造成这种结果可能的原因有______________________________________________。若要使水稻的高光效基因在玉米植株中表达,从理论上讲常用的育种方法是_________。 [答案] 1.(1)植物细胞全能性品种的)优良性状 (2)有丝单倍体育种明显缩短育种年限 3 (3)离体(的植物器官、组织或细胞) (4)具有两个亲本的遗传物质 2.(1)低光效AABB 或AAbb(写出其中一种即可) (2)不一定密码子具有简并性(或一种氨基酸可以由几个不同的密码子来决定) (3)单倍体育种1/2 (4)基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换基因工程

高光效栽培模式的理论基础

高光效栽培模式的理论基础 一、耕作 耕作措施包括翻耕、镇压和垄作等,主要是通过改变土壤表面和根分布层的土壤状况使土壤热特性和水文特性发生变化,影响土壤热量和水分交换,从而调节土壤温度和湿度。 (一)翻耕 翻耕使表土疏松,反射率降低,吸收辐射量增加,土壤孔隙度增大,空气含量增多,土壤热容量和导热率趋小,从而使土壤和近地面层空气温度变化剧烈。其对温度的影响,随季节和昼夜的变化而有不同。一般是白天温度高而夜间低,日较差大。白天或温暖季节,热量积集表层,因而翻耕影响的那一层温度相对较高,下层则较低。夜间或寒冷季节,由于翻耕地土壤深层向表层传递的热量相对较少,因而表层温度也较低,而深层则较高。这表明翻耕所引起的效应,在低温时间里是表层降温,深层增温;在高温时间里则是表层增温,深层降温。翻耕影响的土层厚度,常因土壤种类、土壤含水量、翻耕深度和土壤疏松程度等的差别而异。一般是温暖季节的白天增温层厚度比寒冷季节的大,而寒冷季节的夜间降温层厚度比温暖季节的大。 翻耕的湿度效应,在较干旱的情况下,主要是通过切断或减弱土层内的毛管联系,使下层土壤水分向上输送减少,减弱土表蒸发,从而使土表形成干土层,抑制土壤水分消耗,土壤下层湿度相对增大。在湿润状态下,翻耕影响层的土壤湿度比其下层大,透水性和持水能力都强;与未翻耕地相比,在一定的时间内翻耕层的土壤湿度相对较高。 (二)镇压 镇压的小气候效应恰与翻耕相反。它使土壤紧密,土壤容重和毛管持水量增加,土壤的热容量、导热率都随之增大,因而土壤热交换的日总量相对较高,土壤温度变幅减少。这样在低温时期能保温,在高温时期则能降温,并可使土壤表层水分增加,从而有利于作物生长。 (三)垄作 由于垄上土壤疏松,土壤水分不易上升,土壤表层变干,蒸发量减少,热容量减小,辐射增热和冷却都更加剧烈,因而土壤温度的日较差变大。一般在高温时段可起增温作用,在低温时段起降温作用。垄上疏松的土壤表层在降水多的时期对排泄田间径流、降低土壤湿度也有较大作用。土壤表层的土壤湿度虽相对较低,下层却保持了较多的水分,湿度相对较高。垄向、垄高和垄面倾角的温度效应随日照时数、太阳辐射总量以及纬度和季节的不同而有相应的变化。在白天,一般南北垄的温度高于东西垄;南北垄的东侧和西侧温度无甚差别,而东西垄的南侧温度高于北侧。此外,垄作还可改善光照和通风条件。 二、种植方式 种植方式包括种植行向和密度、间作套种等。不同的种植方式主要通过不同的作物

水稻转基因育种研究进展 7

水稻转基因育种研究进展 王彩芬,安永平,韩国敏,张文银,马 静 (宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105) 摘要:对水稻转基因技术在抗虫、抗病、抗逆及改良米质等方面的进展进行了综述。 关键词:水稻; 转基因育种; 进展 中图分类号:S511.035.3 文献标识码:A 文章编号:1002-204X(2005)06-0055-03 20世纪下半叶以来,由于分子生物学研究的巨大成就,使生物学成为自然科学的带头学科,它的理论和方法已渗透到生命科学的许多领域,为生命科学的研究带来新的思维方式和研究手段。基因工程技术在植物遗传育种上应用很广泛,并取得了显著成就。 水稻是最重要的粮食作物之一,世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。据专家预测,到2025年在现有稻谷产量的基础上再增加60%才能满足需要(K hush,1995)。随着人口的增长和耕地面积的减少,世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战,培育优良品种是提高稻谷产量的主要途径。传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并将在今后继续发挥主导作用,但由于品种资源的贫乏,单靠传统育种已很难有大的突破。基因工程技术为水稻分子标记辅助育种、水稻转基因育种提供了一条新途径。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱、耐盐、改善品质、提高产量等基因转入水稻,从而实现水稻种质创新和为生产提供优良品种。自1988年以来,国内外已得到了许多水稻转基因植株,涉及到抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、耐盐、改良品质等重要农艺性状,有些已进入田间试验和应用阶段。 1 水稻转基因育种进展 植物转基因育种是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达,使植物获得新的性状的一种品种改良技术。在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻不仅是世界重要粮食作物,而且由于其基因组较小、重复序列较少的优点而成为一种重要的分子遗传学研究的单子叶模式植物,基因组测序已完成。自1988年首次获得转基因水稻以来,水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展,目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因植物。随着基因枪转化技术的建立和根癌农杆菌介导转化法的成功,水稻基因转化技术日益完善。而且转移目标基因已从报告基因或筛选标记基因进入改良水稻抗性和适应性,以及改善品质,提高产量等重要基因的利用。 1.1 抗虫转基因水稻育种 水稻是虫害最多的大田作物,稻螟虫和稻飞虱危害最为严重,水稻中抗虫资源贫乏,转基因技术为抗虫品种的培育提供了一条新途径。自从1989年实现苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)抗虫基因转化水稻并得到再生植株以来,转抗虫基因水稻的研究取得了很大进展。转抗虫基因水稻包括转Bt基因、转蛋白酶抑制基因和转凝集素基因。在转Bt基因的研究方面,中国农科院生物技术中心杨虹等(1989)将Bt基因导入水稻品种台北309、中花8号的原生质体并获得再生植株;Fujim oto等(1993)通过电激法将cry LAb 基因导入水稻,首次报道了转Bt基因水稻对二化螟和稻纵卷叶螟的抗性。项友斌等(1999)利用农杆菌介导实现了苏云金杆菌抗虫基因cryI A(b)和cryI A(c)在水稻中的转化;黄健秋等(2000)利用农杆菌介导获得转(Bt)基因秀水11和春江11植株;薛庆中等(2002)利用农杆菌介导获得转双价抗虫基因(cryI Ac和豇豆胰蛋白酶抑制基因C pTI)浙大19植株;朱常香等(2002)获得Bt和X a21共转化水稻(C48)植株。近几年转Bt基因研究越来越多,进展很快,在籼稻、香稻、爪哇稻、杂交稻、深水稻中获得成功,选育出克螟稻1号、2号、3号(舒庆尧等,1998)。转Bt基因水稻在我国已进入环境释放阶段,有望培育出应用于生产的抗虫品种。 在转蛋白酶抑制剂基因水稻研究方面,通过电激介导原生质体转化,Xu等(1996)把豇豆胰蛋白酶抑制剂基因C pT i转入粳稻品种台北309,转基因植株对大螟和二化螟2种水稻虫害都具有抗性;通过基因枪介导马铃薯蛋白酶抑制剂基因PinⅡ转化水稻,Duan等(1996)获得了Nipponbare、台南67和Pi4等3个粳稻品种的抗大化螟转基因株系;Lee等(1999)利用PEG介导法将大豆K units胰蛋白酶抑制剂(SK TI)的cDNA转入粳稻Nagdongbyeo的原生质体,再生转基因植株的后代抗褐飞虱。曾黎琼等(2004)利用农杆菌介导将马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)导入玉优1号、HT-7中;孔维文等(2004)利用农杆菌介导将PT A和马铃薯高赖氨酸蛋白基因(S B401)同时转入超级杂交稻亲本材料1826中。在转凝集素基因水稻研究中,主要是转雪莲花凝集素(G NA)基因,采用基因枪法,英国John Innes Centre(Maqbool等,1999;Rao等,1998;Sudhakar等,1998)把G NA基因导入AS D16、M5、M7、M12、FX92D、Basmati370等籼稻品种中,得到200多株转基因植株,G NA在水稻中呈高水平的组成性表达(用Ubi启动子)或韧皮部专一性表达(用Rssl启动子),转基因植株抗褐飞虱。在我国,傅向东等(1997)用G NA基因枪转化水稻IR72、IR76、珍汕97和秀水11等品种,部分转基因植株子代对褐飞虱有一定抗性;T ang(唐克轩等,1999)通过基因枪介导实现了G NA 基因和X a21基因的共转化,得到了转基因植株。唐克轩等(2003)利用农杆菌介导将半夏凝集素基因(pta)导入粳稻鄂宛105、中花12和籼稻E优532中,获得7个转基因纯系。 1.2 抗病转基因水稻育种 抗病转基因水稻包括转抗病毒基因、抗真菌病害基因和抗细菌病害基因。抗病毒转基因已开展了8种病毒的转基因研究,包括水稻通枯罗病毒(rice tungro disease)、水稻齿叶矮缩病毒(rice ragged 收稿日期:2005-07-21 作者简介:王彩芬(1968-),女,副研究员,从事水稻花培育种研究。T el:0951-*******E-mail:caifen-68@https://www.doczj.com/doc/9311589972.html,

水稻高产栽培技术

水稻高产栽培技术 一、选用优质、高产、抗病的品种 选用米质好、抗稻瘟病能力强,产量高的水稻品种进行高产栽培。 二、采用旱地育秧技术 (一)选好苗床:选择离家近便于管理、肥沃疏松的旱地作育秧苗床。育一亩大田的秧苗,需长7米、宽1.2米(净播种面积)的苗床4厢。 (二)精细整理苗床:苗床按1.7米开厢,厢沟宽40㎝,厢沟深5-8㎝,厢面宽1.3米,将过筛后的细磷肥按每厢1公斤撒于厢面上后将土整细,并将磷肥与厢面表土拌均,将厢面整细整平。并提前筛好盖种的细土用塑膜盖上防雨备用。 (三)浇透底水与苗床消毒:整好的苗床上只用淡粪水或清水浇透(底水不足出苗时间长出苗率低),然后按4厢苗床50克敌松兑1-2桶水均匀地洒在苗厢表面上进行土壤消毒。 (四)适时播种:播种期低山在3月20-25日,二高山在3月25-30日。播种过早遇寒潮低温将造成烂种,播种过迟温度升高后苗厢上管理难度大,秧苗生长过快难以培育壮苗。

(五)精细播种盖土:不需摧芽直接播干种,将稻种分成与苗床厢数相等的份数后,每厢播一份稻种,注意播均匀。每厢种子播结束后及时用细土盖种,然后在盖种细土上喷施旱秧净防杂草(只喷一次,不能重复喷)及时盖塑膜,防止盖土盖膜不及时遇晴天苗床水分蒸发后出苗迟和出苗不整齐。 (六)盖膜:必须盖2层膜(第一层保湿,第二层增温),第一层膜平盖在厢面上,不能压边(以便齐苗后抽掉),第二层升棚覆盖,并将膜的四周用土压紧封严。 (七)苗床管理: 1、适时揭膜:齐苗后(苗高达1-1.5㎝)从拱棚的一端将平盖在厢面上的第一层膜抽掉,二叶一心时在晴天上午9点至下午5点揭开膜的两端通风炼苗,三叶一心时选择晴天的下午将膜全部揭掉。 2、防治立枯病:秧苗一叶一心时,每四厢苗床用50克敌克松兑水100公斤均匀地浇洒在厢面上防立枯病,如雨水多时,间隔5天用同样浓度的敌克松药液再预防一次。 3、追苗肥:从二叶一心开始每长一片叶追一次淡粪水(最好用不是沼液的粪水,如用沼液必须用一桶沼液兑4桶清水,严防因沼液浓度过高导致烧苗),苗床上严禁施用尿素和碳铵。 4、适时移栽:在秧苗叶龄达 3.1-4.1叶时为移栽最隹叶

第五章-农作物的基本栽培技术-教案培训课件

《第五章农作物的基本栽培技术》教案 湖北省十堰市竹溪县职业技术学校吴立新 教材简介: 取自中国农业科学出版社发布的《农艺工》培训教材。本章共分四讲:农作物的生长与环境、农作物的种植制度、农作物的土壤耕作、农作物栽培管理的主要环节。本课程设计适用于新型农民通识性技能培训和现代农艺的中职教育的专业课程。内容简单,层次较低,仅供基础教育适用。 第一讲农作物生长与环境 教学目标: 1、了解农作物生长、发育及环境概念,及其与环境的关系。 2、掌握光照、温度、水分、养分与农作物生长的关系。 3、掌握施肥的基本原理。 教学重点:掌握光照、温度、水分、养分与农作物生长的关系。 教学难点:同上 课时:2课时 教学内容与过程: 一、植物的生长、分化、发育与环境 1、生长——指由于细胞的分生和增大,引起细胞、组织、器官的体积和干重发生不可逆增加的量变过程。 分化——指细胞、组织、器官在形态结构、生理功能上发生异质化的过程。如:从受精卵细胞分裂转变成胚;从形成层组织转变

成输导组织、机械组织、保护组织等。 发育——指由于生长和分化,使植物的组织、器官以及整个植株在形态结构和生理功能上发生的质变过程。如:从叶原基的分化到长成一个成熟叶片的过程是叶的发育; 2、环境:是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物群体生存的一切事物的总和,包括生物和非生物。 大环境:生物所处的大的地理区域。 小环境:对生物有直接影响的邻接环境生态学研究更重视小环境。 3、生物与环境的相互关系: 环境为生物生存提供必须的条件,反之,生物的生命活动影响环境、改变环境。 4、影响农作物生长发育的环境因素归纳起来主要有光照、温度、土壤、水分、养分、空气、生物条件等。 二、光照与农作物生长 1、光谱 光谱成分不同对农作物起着不同的作用。通常分为紫外光区、可见光区、红外光区。 紫外光——波长较长的部分可刺激农作物生长,促进果实成熟,提高蛋白质、维生素及糖分的含量;波长较短部分能抑制农作物体内某些激素形成,抑制细胞伸长。 可见光——被植物吸收最多的是红橙光和蓝紫光。红光有利于碳水化合物的积累,蓝光可促进蛋白质和非碳水化合物的积累。

水稻栽培管理技术

商丘师范学院 世界上约有半数人以稻米为主食,特别是亚洲,稻米是主要的营养来源。世 界各大洲都有水稻生产,但以亚洲为最多,播种面积为世界的90%.在亚洲,印 度是仅次于我国的重要的产稻国家,播种面积居世界第一位,总产量居第二位,日本单产很高,是世界上水稻高产国家之一。 通过查阅文献、网上摘抄,完成水稻的概述、生长发育过程、栽培、田间管理的阐述。

水稻栽培技术 、水稻概述 1、我国生产状况 我国是栽培水稻的主要发源地之一,是稻作历史古国,也是稻谷生产大国。 我国还是水稻科技强国。世界矮秆稻育种的“绿色革命”源于我国,我国的杂交水稻更是举世闻名。 二、水稻栽培的生物学基础 (一)、栽培稻的分类栽培稻根据不同的分类方法分为:籼稻和粳稻、晚稻和早稻、水稻和旱稻和糯稻 (二)、水稻的生长发育阶段 1、水稻的一生 遗传特性。 水稻的一生要经历以下几个生长阶段: 幼苗期:秧田期 ⑵、秧苗分蘖期:返青期有效分蘖期无效分蘖期 ⑶、幼穗发育期:分化期形成期完成期 ⑷、开花结实期:乳熟期蜡熟期完熟期 、粘稻 水稻从播种至成熟的天数称全育期, 从移栽至成熟称大田(本田)生育期。水稻生育期可以随其生长季节的温度、日照长短变化而变化。同一品种在同一地区,在适时播种和适时移栽的条件下, 其生育期是比较稳定的,它是品种固有的

2、水稻的营养生长和生殖生长 (1) 、营养生长 水稻的一生要经历营养生长和生殖生长两个时期,其中,营养生长期主要包括秧苗期和分蘖期。秧苗期指种子萌发开始到拔秧这段时间;分蘖期是指秧苗移栽返青到拔节这段时间。 水稻营养生长期的主要生育特点是根系生长,分蘖增加,定的营养器官,为以后穗粒的生长发育提供可靠的物质保障。叶片增多,建立一这一阶段主要是通 过肥水管理搭好丰产的苗架,要求有较高的群体质量,应防止营养生长过旺,否则不仅容易造成病虫为害而且也容易造成后期生长控制困难而贪青倒伏等,对水 稻产量形成影响很大。 (2) 、生殖生长 水稻生殖生长期包括拔节孕穗期、抽穗开花期和灌浆结实期。拔节孕穗期是 指幼穗分化开始到长出穗为止,一般需一个月左右;抽穗开花期是指稻穗从顶端茎鞘里抽 出到开花齐穗这段时间,一般5-7 天;灌浆结实期是指稻穗开花后到谷 粒成熟的时期,又可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。 水稻生殖生长期的生育特点是长茎长穗、开花、结实,形成和充实籽粒,这 是夺取高产的主要阶段,栽培上尤其要重视肥、水、气的协调,延长根系和叶片 的功能期,提高物质积累转化率,达到穗数足,穗型大,千粒重和结实率高。 3、水稻的“三性”及其应用 3.1 水稻的“三性“ (1) 、感温性:水稻是喜温作物,一定的高温可提早穗分化,缩短营养生长期,低 温则可以延长营养生长期,延迟穗分化。这种特性称为水稻的感温性。 (2) 、感光性:水稻是短日照作物,缩短日照时数,可以缩短营养生长期提 早穗分化反之,日照时数延长则营养生长期延长,穗分化延迟,这种特性称感光性。 (3) 、基本营养生长性:高温短日照条件下,不能再缩短的营养生长期叫基 本营养生长性。

水稻论文

水稻是一年生禾本科植物,24条染色体。水稻喜 栽培稻(Oryza sativa)的外形、稻穗及稻谷 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 水稻种植 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[3];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 水稻 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(6张)

玉米、水稻高光效新型种植模式及关键技术创新与应用

中国科学院推荐申报2016年度国家科技进步奖项目公示内容一、项目名称 玉米、水稻高光效新型种植模式及关键技术创新与应用 二、推荐单位(专家)意见 项目针对东北地区粮食单产多年徘徊和土地质量下降的重大问题,以解决作物传统栽培方式存在的作物植株相互遮阴、光资源利用率低影响产量和耕地不能休耕、秸秆不能高效还田的重大技术难题为突破点,依据地理学和作物栽培学理论,以经纬度、太阳高度角与方位角、作物高度等为计算参数,科学量化玉米、水稻最佳种植垄向与垄距。创建了玉米、水稻高光效新型种植模式,构建了玉米苗带轮换休耕耕作模式和玉米秸秆高效还田技术体系;创新性地攻克了粮食产量再提高、休耕耕地、秸秆还田技术难题,为保障国家粮食安全、耕地可持续利用贡献了新的技术方法,极大地促进了农业科技进步。成果被李振声、匡廷云和李玉院士等专家鉴定为:‘新模式在作物高光效群体构建方面取得了原创性重大突破,丰富了作物栽培学的理论和方法,在作物高光效种植模式上取得重大突破,成果达到国际领先水平’。 成果被列为农业部100项重点推广的技术之一,被写入吉林和黑龙江省政府工作报告,在两省进行重点推广。 经11年研究与6年示范,在我国北方6省(区)22个示范区示范2240万亩,取得玉米增产6-15%、水稻增产5-10%,耕地轮换休耕两年、土壤容重下降、有机质含量提高、耕地质量恢复的重大成果。 成果适合在我国北纬40度以北广大地区应用,将成为我国未来作物栽培学的发展方向,耕地休耕和秸秆还田的首选技术。鉴于成果显著的社会、经济和生态效益及重大价值,建议推荐该成果为国家科技进步奖一等奖。 三、项目简介 项目所属科学技术领域:农业科学技术 项目针对东北地区粮食单产多年徘徊和土地质量下降的重大问题,以提高单产和地力恢复为目标,解决作物传统栽培方式存在的植株相互遮阴、光能利用率低和耕地不能休耕、秸秆不能高效还田的重大技术难题为突破点,利用经纬度、太阳高度角与方位角、作物高度等为计算参数,科学量化玉米、水稻最佳种植垄向与垄距。创建了玉米、水稻高光效新型种植模式,构建了玉米苗带轮换休耕耕作模式和玉米秸秆高效还田技术体系。创新性地攻克了粮食单产再提高、休耕耕地、秸秆还田技术难题,成功实现了粮食增产、地力恢复的国家目标,极大地促进了农业科技进步。历经11年的研究和6年的应用,取得如下创新成果: 1.创建了以提高光能利用率和产量的玉米和水稻高光效新型种植模式。 以减少植株相互遮阴程度为前提,以提高光利用率为目标,利用纬度、太阳高度角和方位角、作物株高等参数,科学量化了作物最佳种植垄向(磁南偏西18-23度)和垄距(玉米最佳垄距配置为1.6m+0.4m的2m、2行种植带,1.6m 为通风带,小垄0.4m为种植带;水稻最佳行距配置为大行距0.5m(0.4m)和小

水稻高光效栽培技术

水稻高光效栽培技术 一、栽培模式 水稻高光效栽培技术是提高光能利用率的新型水稻栽培模 式。主要是改传统水稻栽培行向为西南一东北向,角度为磁南偏 西20度;水稻栽培行为通风透光超大行与栽植水稻小行组成的组合行,通风透光超大行行距60cm,栽植水稻小行行距20cm。在 栽植水稻小行上种植2行水稻,株距为12--15cm,栽插水稻秧苗 时采用拐子苗插法。 二、主要技术 重、培育壮秧:是指要采用简塑钵盘育苗。选无污染,背风,向阳,水电源方便,地势高,排水良好,无盐碱,土壤肥沃,地 势平坦的地方建育秧大棚。旱田表层土、腐殖土及腐熟农家肥按5:2:2比例混合过5目筛后做苗床土,选择当地主推优良品种,于4月上旬播种,播前晒种2--3天;用1:1.13的盐水选种;用 脒酰胺等在15℃水温下浸种5—6天;将浸泡好的种子捞出放在 保温处催芽两天,然后摊开晾晒,用配套播种器播种,保证每钵 2--3粒芽种,苗期管理中播种一出苗阶段保证水分;出苗一1叶1 心阶段棚内温度控制在25--28qC,晴天进行适当通风炼苗,保持 床土湿润;1.5叶--3.0叶阶段棚内温度控制在22qC左右,床面 要略呈干燥,高温天气要及时通风,控制秧苗徒长,在两叶一心 期追一次离乳肥,每平方米苗床追施硫酸铵30克兑水100倍喷浇,施后用清水冲洗一次,以免化肥烧叶,3.0叶一移栽阶段每天浇一

次透水,要大通风炼苗,插秧前4--5天晚间不盖膜炼苗,追施送 嫁肥,每平方米施硫酸铵60s,兑水100倍喷施,施后用清水冲洗 一次,以免化肥烧叶; 2、精细整地、配方施肥:是指5月上、中旬对稻田进行耕翻,耕翻深度15--18cm,做到深浅一致,犁底平,不留生格子,每公 顷施农家肥10吨、纯N75kg、P20s100kg、K2050kg后耙平, 要做到田面平整,耕层深厚,上软下松,为水稻高产创造良好的 土壤环境; 3、适时移栽:5月中下旬当秧龄30--35天,叶龄3.5--4.0 叶,苗高12--14cm,根数重2一重4条,百株地上千重2.5g以上时,即可移栽,播种前,用罗盘定向,将播种行向定为磁南偏西20度,做出标线,在标线一侧插2行秧苗,行距20cm,株距15cm,插 秧时采用拐子苗插法,插完这2行后,留出60cm作为大行距, 再按上述方法插2行,依此类推,做到不漏插、保证穴苗数3--4 棵、深浅一致; 4、灌溉:移栽时保持ltm水层,移栽后至返青采用深水护苗,水深一般在5--7cm,返青后至有效分蘖末期采用浅水灌溉,水深 保持3—5cm为宜;有效分蘖末期至幼穗分化期(6月下旬一7月上旬)采用深水灌溉或间断湿润灌溉控制无效分蘖;幼穗分化至乳熟 期(7月上旬一8月下旬)采用1--2cm浅水灌溉,若孕穗期遇17~C 以下低温深灌(10--20em)护胎;乳熟至收获前一周(8月下旬一9 月中旬)稻田应保持土壤湿润,在收获前7天断水;灌溉要采用昼

植物高光效育种

植物高光效育种 光合作用是决定作物产量最重要的因素之一,作物中90%以上的干重直接来源于光合作用。因此,光合作用效率的高低直接关系到作物的产量。根据光合作用碳同化途经中CO2固定的最初光合产物的不同,可把高等植物分成C3、C4和景天酸植物。C4植物是从C3植物进化而来的一种高光效种类。与C3植物相比,它具有在高光强、高温及低CO2浓度下保持高光效的能力。而一些主要农作物如水稻、小麦、马铃薯、甜菜等均为C3作物。通过提高农作物的光合作用效率来提高产量水平,即高光效育种,一直是国际光合作用研究和作物育种等领域专家关注的热点。 自20世纪60年代以来,人们一直试图利用C4光合特性来改进C3植物的光合效率。传统的杂交育种手段至今尚未取得令人满意的结果,其杂种F1和F2 代的光合效率均比任何一个亲本都低。随着生物技术的发展,为利用基因工程手段培育高光效作物提供了一条行之有效的途径。本文就近年来该方面的研究进展作一综述。 1 高光效基因工程育种的理论基础 C3植物中,CO2的固定主要取决于1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, Rubisco)的活化状态,它催化1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)羧化,将大气中的CO2同化,产生两分子磷酸甘油酸,可见Rubisco在C3植物中同化CO2的重要性。C4植物固定CO2的酶为磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC),与C3作物中Rubisco相比,PEPC对CO2的亲和力高。C4植物的细胞分化为叶肉细胞和鞘细胞,而光合酶在两类细胞中的分布不同,如PEPC在叶肉细胞固定CO2,生成草酰乙酸(OAA),OAA进一步转化为苹果酸(Mal), Mal进入鞘细胞脱羧,被位于鞘细胞内的Rubisco羧化,重新进入卡尔文循环。这种CO2的浓缩机理导致了鞘细胞内高浓度的CO2积累,一方面提高Rubisco的羧化能力,另一方面又大大抑制了Rubisco 的加氧活性,降低了光呼吸,从而使C4植物保持高的光合效率。正是因为C4途径具有高光合能力,以及C3植物中C4途径的客观存在,启示了通过基因工程将C4 途径的关键酶编码基因导入C3植物的可能性,为利用基因工程手段培育高光效作物品种提供了理论依据。 2 高光效基因工程育种策略 2.1 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)的修饰与改造 植物光合作用过程中最大的限制酶是Rubisco,它的反应速度每秒只有2~3次,与一般的酶促反应速度(每秒25000次左右)相比,效率极低;Rubisco是一个双功能酶,它不仅催化RuBP的羧化反应,而且还催化其加氧反应。加氧反应中除消耗能量外,还损失羧化反应中固定的20%~50%的有机碳。为提高作物中Rubisco同化CO2的效率,许多研究者希望通过改变酶的结构来改变其羧化/加氧的比值,从而提高作物的光合效率,但至今仍未获得成功。自从Read和Tabita (1994)发现在硅藻和红藻中存在的Rubisco具有比高等植物高得多的效率后,Uemura等又发现了一种嗜热红藻的Rubisco羧化效率约是高等植物的2.5~3 倍。更高效率的Rubisco在红藻中的发现,给修饰改造Rubisco的长期努力提供了新的动力和希望。Whitney 等通过质体转化的方法将红藻高效率Rubisco的小亚基编码基因引入烟草的叶绿体中得到了高效表达,但是表达的小亚基却不能与烟草本身的大亚基组装成全酶。酶的组

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