水稻超高产育种理论与方法
水稻超高产育种理论与方法内容摘要：
华夏英才基金学术文库 水稻超高产育种 理论与方法 陈温福 徐正进 著 北 京 内 容 简 介 本书在系统分析水稻产量潜力的基础上 ，具体估算了我国主要稻区理 论生产力和现实生产力 ，综合评述了水稻超高产研究历史与现状 ，论述了水 稻超高产育种的生理基础 、遗传基础 ，以及超高产育种亲本和杂交后代选择 技术 。 本书适合高等院校农学类专业研究生和本科高年级学生使用 ，同时也 可供科研单位 、相关技术推广和生产单位的工作人员参考 。 图书在版编目（CIP）数据 水稻超高产育种理论与方法／陈温福 ，徐正进著 ． — 北京 ：科学出版社 ， ２００８ （华夏英才基金学术文库） ISBN ９７８唱７唱０３唱０２００１４唱３ Ⅰ ．水 … Ⅱ ．① 陈 … ② 徐 … Ⅲ ．水稻唱作物育种 Ⅳ ．S５１１ ．０３５ 中国版本图书馆 CIP 数据核字（２００７）第 １９５７８４ 号 责任编辑 ：韩学哲 ／ 责任校对 ：刘小梅 责任印制 ：钱玉芬 ／ 封面设计 ：陈 敬 中国科学院印刷厂印刷 科学出版社发行 各地新华书店经销 倡 ２００８ 年 ４ 月 第 一 版 开 本 ：B５（７２０ × １０００） ２００８ 年 ４ 月 第 一 次 印 刷 印 张 ：１９ １／２ 插 页 ：４ 印 数 ：１ — ３ ５００ 字 数 ：３８３ ０００ 定价 ：78畅00 元 （如有印装质量问题 ，我社负责调换枙环伟枛） 前 言 水稻 、 小麦和玉米是世界上三大主要粮食作物 。 人类摄入能量的 ５０ ％ 以上 是由这三大作物直接提供的 。 在这三大作物中 ， 小麦的收获面积最大 ， ２０ 世纪 末达到了 ２畅 １４ 亿 hm ； 水稻次之 ， 为 １畅 ５４ 亿 hm ； 玉米居 第三 位 ， 也有 １畅 ４０ ２ ２ 亿 hm 。 这三大作物生产的粮食用于人类直接消费的比例分别为水稻 ８５ ％ 、 小 ２ 麦 ７２ ％ 、 玉米 １９ ％ 。 进入 ２１ 世纪 ， 全世界至少已有 １２０ 个国家种植水稻 ， 其中 年产量超过 １０ 万 t 的 国 家 占 半 数 以 上 ， 有 １５ 个 国 家 的 年 收 获 面 积 超 过 １００ 万 hm 。 ２ 亚洲历来是水稻生产和稻米消费最多的地区 。 ２０ 世纪末 ， 全世界稻谷年产 量约为 ６ 亿 t ， 其中 ９０ ％ 以上产自亚洲国家 。 在亚洲国家中 ， 又以中国和印度的 收获面积最大 ， 分别达到 ３０５０ 万 h m 和 ４４６０ 万 h m 以上 ， 约占全世界稻作总 ２ ２ 面积的 ２０ ％ 和 ２９ ％ ； 稻谷总产量分别为 １畅 ９０ 亿 t 和 １畅 ３４ 亿 t ， 约占全世界稻谷 总产量的 ３１畅 ８ ％ 和 ２２畅 ４ ％ 。 因此 ， 完全有理由认为水稻肩负着亚洲人的食物安 全和社会稳定的重任 。 在人口不断增加 、 耕地逐年减少 、 水资源危机日益加重的 严峻形势下 ， 努力提高稻谷产量 ， 对于确保 ２１ 世纪粮食安全 、 促进经济发展和 稳定亚洲社会具有重要意义 。 增加稻谷总产量一方面靠扩大种植面积 ， 另一方面靠提高单产 。 由于受耕地 和水资源限制 ， 依靠扩大种植面积来增加稻谷总产量的潜力已很有限 ， 因而我们 只能通过科技进步提高单产 。 然而 ， 亚洲的水稻单产水平在经历了矮化育种和杂 交稻育种这两次大的飞跃以后 ， 长期停滞不前 。 为了打破这种局面 ， 实现水稻单 产水平的第三次飞跃 ， ２０ 世纪 ８０ 年代初期 ， 日本率先提出并开展 “水稻超高产 育种研究” 。 当时我们这些正在沈阳农业大学攻读硕士和博士学位的学子们 ， 在 导师杨守仁教授的悉心指导下 ， 开始了 “水稻超高产育种理论与方法” 的应用基 础研究 。 毕业留校以后 ， 我们得 到国 家自 然科学 基金 、 国 家 “８６３ 计 划” 、 国 家 农业科技跨越计划 、 教育部 、 农业部以及辽宁省的大力支持 ， 在该领域开展了进 一步系统 、 深入的研究 ， 并将研究成果撰写 成 枟水稻 超高 产育种 生 理基础枠 一 书 ， 于 １９９５ 年由辽宁科学技术出版社出版发行 。 与此同时 ， 我们在新株型种质 创新和超高产育种实践方面也做了大量工作 ， 并取得了显著的进展 。 本书就是对 这些研究成果全面 、 系统的总结 。 水稻超高产育种是稻作科学研究领域的全新课题 ， 涉及面广 、 问题多 、 难度 · ii · 水稻超高产育种理论与方法 大 。 本书只是我们从理论与实践两个方面探索水稻超高产问题的初步尝试 ， 仁者 见仁 ， 智者见智 。 由于学识水平有限 ， 著述经验不足 ， 书中错谬在所难免 ， 恳请 读者批评指正 。 作 者 二 ○ ○ 七年一月于沈阳 目 录 前言 第一章 概述 ………………………………………………………………………… １ 第一节 水稻生产概况 ………………………………………………………… １ 一 、 世界水稻收获面积和产量 ……………………………………………… １ 二 、 中国水稻种植面积和产量 ……………………………………………… ２ 第二节 水稻高产育种成就 …………………………………………………… ４ 一 、 水稻矮化育种 …………………………………………………………… ４ 二 、 杂交稻育种 …………………………………………………………… ５ 第三节 水稻与粮食安全 ……………………………………………………… ６ 一 、 人口与环境的压力 ……………………………………………………… ６ 二 、 耕地与水资源危机 ……………………………………………………… ７ 三 、 水稻与粮食安全 ………………………………………………………… ８ 第四节 水稻超高产育种研究进展 …………………………………………… ９ 一 、 水稻超高产育种的兴起 ………………………………………………… ９ 二 、 水稻超高产育种理论与方法研究 ……………………………………… １０ 三 、 水稻超高产育种实践 …………………………………………………… １２ 第二章 水稻生产潜力分析 ……………………………………………………… １５ 第一节 水稻的理论生产潜力 ……………………………………………… １６ 一 、 产量潜力形成的基础 …………………………………………………… １６ 二 、 水稻的理论生产潜力 …………………………………………………… ２２ 第二节 水稻的现实生产力 ………………………………………………… ２９ 一 、 不同国家和地区的现实生产水平 ……………………………………… ２９ 二 、 小面积最高产量纪录或现实生产力 …………………………………… ３１ 第三节 提高水稻产量的途径 ……………………………………………… ３２ 第三章 水稻超高产育种研究的历史回顾 ……………………………………… ３５ 第一节 日本的水稻超高产育种研究 ……………………………………… ３５ 一 、 研究目标 ……………………………………………………………… ３５ 二 、 研究内容与方法 ……………………………………………………… ３６ 三 、 主要研究结果 ………………………………………………………… ３８ 第二节 国际水稻研究所的新株型稻育种 ………………………………… ６３ · iv · 水稻超高产育种理论与方法 一 、 提高产量潜力的新株型设计 …………………………………………… ６３ 二 、 新株型设计的理论基础 ………………………………………………… ６４ 三 、 新株型稻培育现状及评价 ……………………………………………… ６７ 第三节 中国的水稻超高产育种研究 ……………………………………… ６９ 一 、 北方粳稻超高产育种研究 ……………………………………………… ６９ 二 、 南方籼稻超高产育种研究 ……………………………………………… ７５ 第四章 水稻超高产育种生理基础 ……………………………………………… ７８ 第一节 水稻群体光合作用与物质生产 …………………………………… ７８ 一 、 水稻群体叶面积与物质生产 …………………………………………… ７８ 二 、 单叶光合效率与物质生产 ……………………………………………… ９０ 三 、 源库关系与物质生产 ………………………………………………… １０６ 第二节 超高产品种的物质生产特性 ……………………………………… １０８ 一 、 产量结构和物质生产与产量的关系 …………………………………… １０８ 二 、 产量结构和物质生产的变化趋势 ……………………………………… １１１ 第三节 超高产品种的形态与生理特性分析 ……………………………… １１２ 一 、 超高产品种的高产机制 ……………………………………………… １１２ 二 、 超高产品种的形态与生理特性 ………………………………………… １１３ 三 、 超高产品种的根系特征 ……………………………………………… １２１ 四 、 综合分析与讨论 ……………………………………………………… １２９ 第四节 超高产品种的食味与品质 ………………………………………… １３４ 一 、 食味的变异及其与品质性状的关系 …………………………………… １３５ 二 、 食味与其他品质性状的关系 ………………………………………… １３６ 第五章 水稻超高产育种的遗传基础 …………………………………………… １３８ 第一节 籼粳稻杂交育成品种的亚种特性及其遗传 ……………………… １３８ 一 、 籼粳稻杂交育成品种亚种特性 ………………………………………… １３８ 二
