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稻(學名:Oryza sativa L.),又名水稻、稻子、稻谷。禾本科(Poaceae)稻屬(Oryza)作物。廣泛分布于世界各地,主要種植在亞洲歐洲熱帶美洲及非洲部分地區。亞洲栽培適宜區主要分布在巴基斯坦中部、印度北部、尼泊爾及東南亞地區。在中華人民共和國主要種植在華南地區

稻是一年生水生草本(已有多年生稻品種)。稈直立,高0.5-1.5米,隨品種而異。葉鞘松弛,一般有表皮毛;葉舌披針形,兩側基部下延長成葉鞘邊緣,具2枚鐮形抱莖的葉耳;葉片線狀披針形,長40厘米左右,寬約1-3厘米,無毛,粗糙。復總狀花序大型疏展;小穗含1成熟花,兩側甚壓扁,長圓狀卵形至橢圓形,長約10毫米,寬2-4毫米;穎極小,僅在小穗柄先端留下半月形的痕跡,退化外稃[fū]2枚,錐刺狀;內稃與外稃同質,具3脈,先端尖而無喙;胚比較小,約為穎果長的1/4。

喜米亞洲等全球約半數人口的主食。是優質淀粉、優質蛋白質氨基酸、優質維生素的攝入來源。

起源與演化

稻屬食蟲類Oryza來自古典拉丁語詞oryza,指本屬的稻(O. sativa);該詞又來自于古希臘語詞?ρυζα (óruza)。稻(Oryza sativa)是禾本科稻屬的模式種。

稻屬(Oryza)的祖先出現在熱帶非洲,之后逐漸傳播到其他地區形成其他物種:顆粒稻(Oryza granulata)的祖先從非洲傳播至印度中華人民共和國;另一次傳播形成了斯里蘭卡的緊穗野生稻(Oryza eichingeri)和根莖稻(Oryza rhizomatis),以及印度和東亞地區的藥用野生稻(Oryza officinalis)。

之后學者對稻種起源和演化進行看研究:張德慈(1985)認為亞洲栽培稻(Oryza sativa L.)和非洲栽培稻(Oryza glaberrima)野生型的進化和起源可追溯到1.3億年的超級大陸岡瓦納大陸,在大陸未破裂、飄移前,兩種栽培稻各自按照多年生野生稻——一年生野生稻——一年生栽培稻的進化路線進行平行分化和馴化。在古大陸分裂和漂移后,被分隔在南亞大陸和非洲大陸;加藤茂苞(1928)將栽培稻種分為印度亞種(Oryza sativa subsp. indica Kato)和日本亞種(Oryza sativa subsp. 日銅羅花金龜 Kato);松偉孝嶺(1952)將稻種分為日本型粳稻、中間型和印度型秈稻;岡彥一(1953)將栽培稻分為大陸型和海島型;中尾佐助鑒定洛陽市古墓出土稻種為印度型,認為栽培稻起源于印度,中華人民共和國沒有原產稻谷;Nair等(1964)在印度半島的Malaber海岸發現五種野生稻,其中包括一年生和多年生野生稻,存在高度變異性和多樣性,因此認為此地區是水稻的起源中心;林健一、中川原捷洋(1975)用之美同工酶電泳法對亞洲776個稻種進行分析,認為云南省是稻種變異起源中心。

研究表明,有充分的考古植物學數據表明水稻是中華人民共和國長江流域馴化的。6000年前,河姆渡遺址人馴服了水稻,在植物與土地的單純關系中加入了人類的因素。在野生稻被栽培和馴化前,氣候有溫暖和寒冷的周期,通過對過去一萬年中華人民共和國植被變化的測繪學,可以分析出長江流域溫帶亞熱帶森林的分布變化,氣候的周期性變化可能影響到野生水稻在不同緯度的適應性進化。有證據表明,公元前7000年左右,在長江流域就出現了早期馴化水稻。而長江流域是目前中華人民共和國秈稻粳稻栽培分界線,推測是在公元前7000-5000年之間氣候變冷分化形成了適應較低溫度的水稻和被帶到南緯度地區而適應較高溫度的水稻。

中華人民共和國學者丁穎(1949、1957)根據中華人民共和國野生稻和栽培稻的植物學、地理分布學結合歷史學、古物學、人種學,認為華南一年生野生稻(稻屬 sativa L. f. spontanea Roschev.)和多年生野生稻(Oryza perennis Moench)是我國栽培稻的祖先,中華人民共和國栽培稻種起源于中華人民共和國華南;周拭祿(1948、1981)根據歷史考證、考古和野生稻的研究,認為中華人民共和國粳稻起源于長江下游,秈稻是從南亞傳進,秈粳起源并非同源

形態特征

稻,是禾本科一年生水生草本(已有多年生稻品種),是中國重要的糧食作物之一。稈直立,高0.5-1.5米,隨品種而異。葉鞘一般有表皮毛;葉舌披針形,長10-25厘米,兩側基部下延長成葉鞘邊緣,具2枚鐮形抱莖的葉耳;葉片線狀披針形,長40厘米左右,寬約1厘米,粗糙。復總狀花序大型疏展,長約30厘米,分枝多,棱粗糙,成熟期向下彎垂;小穗含1成熟花,兩側甚壓扁,長圓狀卵形至橢圓形,長約10毫米,寬2-4毫米;護穎極小,僅在小穗柄基部留下半月形的痕跡。成熟花由一對護穎、外稃、內稃、2枚扁平狀槳片、6枚雄蕊和1枚雌蕊組成;退化外稃2枚,錐刺狀,長2-4毫米;兩側孕性花外稃質厚,具5脈,中脈成脊,表面有方格狀小乳狀突起,厚紙質,遍布細毛端毛較密,有芒或無芒;內稃與外稃同質,具3脈,先端尖而無喙;雄蕊6枚,由棱型花藥與絲狀花絲組成,花藥長2-3毫米;雌蕊由瓶狀子房與羽狀柱頭組成。穎果長約5毫米,寬約2毫米,厚約1-1.5毫米;胚比較小,約為穎果長的1/4。

物種分布

稻廣泛分布于世界各地,長期以來主要種植在亞洲歐洲熱帶美洲及非洲部分地區。亞洲栽培適宜區主要分布在巴基斯坦中部、印度北部、尼泊爾及東南亞地區。中華人民共和國主要種植在中華人民共和國華南地區黑龍江省吉林省和遼寧等部分北方省份也有栽種。主產中國黃河流域、北部和東北部;在南方則分布于海拔1800米以上,較耐冷寒,是為中緯度和較高海拔地區發展形成的亞種。

生長習性

稻原產于熱帶沼澤環境,其生長習性適應短日照(或較短光周期)、高光強、高溫及高濕條件。稻的花果期為6至10月。在水稻幼苗發育階段,當第三片完全葉形成時,胚乳中儲存的養分基本耗盡,此后植株主要通過根系從土壤中吸收養分維持生長。

稻是能在洪水條件下生存的植物,其根部具有發達的通氣組織,氧化能力強。稻以水稻模式種植時,可在根部形成氧化環境,并吸收土壤中二價鐵離子在根部形成鐵離子氧化膜,以此防止有害物質進入根部;而以旱稻模式種植時,由于旱稻根形態變化,產生更多不定根,根系表面積減少,對比水稻模式形成更少的根系表面鐵斑塊,因此旱稻可以比水稻效率更高的吸收養分。即通過根系形態變化來應對不同生長環境。

繁殖方式

稻屬于自花授粉植物,進化過程中受到各種因素的影響,逐漸形成有利于自交但不利于異交的開花習性、花器性狀、植株特性等特點。自然條件下栽培稻異交率為1%左右。其交配過程發生在穎花上,研究表明:柱頭越大,越有利于花粉的有效著落,即利于異交;開穎角度越大,越易于異交;花絲越長、花藥越大、花粉活力越強,異交結實率越高,越利于異交。

栽培技術

人工繁殖

常規育種:包括選擇育種、有性雜交育種、離體組織培養育種、細胞雜交育種。其中雜交育種是最主流的育種方式,利用不同種類且親和性強的親本材料雜交,再通過自交或測交產生大量具有豐富表型變異的后代群體,從中選擇優良表型的單株。

多倍體育種:多倍體育種是利用體細胞中有三組或更多組染色體的個體優良性狀進行雜交育種的方法。多倍體植株有著種子粒徑大、千粒重高、莖強、抗逆性強、適應性強等特點,可作為橋梁從而克服遠緣雜交的障礙,轉移優良外來基因,從而實現遠緣物種之間的基因交流。常用化學方法誘變,例如:秋水仙堿、戊、萘乙烷等。

分子育種和基因育種:分子標記輔助選擇育種和基因組育種:在了解等位基因控制栽培稻的農藝性狀和生物學性狀功能后,可施用輔助標記定位目標性狀基因,通過回交實現目標性狀的定向改良,縮短作物生長周期,實現快速育種。

轉基因育種和基因編輯育種:轉基因技術和基因編輯技術可以定向將目標外源基因接入栽培稻遺傳信息中,也可以將不良基因敲除以提高改良效率。可以大幅提高水稻定向遺傳改良效率。

田間管理

光照:稻屬于短日照植物,僅在光照期為12小時或更短時才會開花。在熱帶條件下,實現快速引花的最佳光照條件為11小時。同時,在短日照期間,需要高光照強度才能達到足以健康苗生長、開花、種子結實的光亮。

溫度濕度:稻是熱帶至亞熱帶植物,對溫度要求很高。種植期間氣溫白天宜在24-33℃。夜晚宜在20-25攝氏度,避免夜間高溫。花器官對高溫和低溫極敏感,任何生長階段均不能暴露在低于15℃的空氣或水中。此外,稻對低土壤和空氣濕度適應性差,經過人工選擇育種后,已可以通過降低氣孔導度和降低葉片光合速率來應對濕度變化。

病蟲害防治

病害及防治

病害病原體包括病毒、細菌、真菌、線蟲亞洲地區主要病害有水稻矮病(水稻矮病毒(RDV)引發,植株生長嚴重不良,根系變短變少,籽粒貧乏)、水稻條紋病(稻條病毒(RSV)引發)、水稻注入病(水稻黑條紋矮病毒(RBSDV)引發)、水稻草狀矮化(水稻草矮病毒(RGSV)引發)、水稻花葉壞死病(水稻花葉壞死病毒(RNMV)引發,引起枝條和葉片生長,葉片出現特征性氯酸病變)、南方水稻黑條紋侏儒病(南方水稻黑條紋侏儒病毒(SRBSDV)引發)、水稻條紋花葉病(水稻條紋花葉病毒(RSMD)引發)等。 可利用雜交水稻遺傳多樣性來增加栽培稻抗病性;混合栽種不同品種的栽培稻以增加群體抵抗力;合理調整種植和移栽日期,減少染病幼苗;合理施用抗病毒藥物應用于病毒性疾病控制。

蟲害及防治

包括稻飛虱褐飛虱(Nilaparvata lugens St?l)、白背飛虱(Sogatella furcifera Horváth)和灰飛虱(Laodelphax striatellus Fallen),水稻螟蟲二化螟(Chilo suppressalis Walker)和三化(Tryporyza incertulas Walker),以及稻縱卷葉螟(Cnaphalocrocis medinalis Guenee)、水象鼻蟲(Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel)、癭蚊科(Orseoia oryzae Wood-Mason)和薊馬科(Chloethrips oryzae Wil.)等。可通過施用生物殺蟲劑、釋放害蟲天敵、種植特定植物吸引保護害蟲天敵、安裝誘蟲燈來防治栽培稻病害。

用途

食用

稻是世界最重要的糧食作物,也是世界一半以上人口的主食。全世界有超過三億人依賴大米獲得每日卡路里攝入量的5%以上。栽培稻果實水稻含有80%的淀粉、12%水、7.5%蛋白質和0.5%灰分,是優質淀粉、優質蛋白質氨基酸、優質維生素的攝入來源。

藥用

稻去殼種仁可制成中藥材:粳米。其味甘、平,歸脾、胃、肺經。可補氣健脾,除煩渴,止瀉痢。主治脾胃氣虛,食少納呆,倦怠乏力,心煩口渴,瀉下痢疾

產業發展

喜米生產增長主要在二十世紀后三十年,1940年代至1960年代末的綠色革命導致發展中國家的農業生產增加,1966-2000年期間,低收入國家的人口增加了90%,而同期稻米產量增加了130%,在亞洲,預計未來30年對大米的需求將增長70%。水稻在100多個國家被種植,每年生產超過480.1億噸水稻,僅中華人民共和國印度就占稻米種植量的約50%,與印度尼西亞、孟加拉國、越南、緬甸、泰國、菲律賓、日本巴基斯坦、柬埔寨、韓國、尼泊爾和斯里蘭卡一起占世界稻米總產量的90%。其他主要的非亞洲喜米生產國包括巴西、美國、埃及、馬達加斯加和尼日利亞,水稻產量合計占全球稻米產量的5%。

據聯合國糧食及農業組織統計可知,2022/23年度水稻產量有所增加,因為緬甸和一些非洲和南美國家產量增幅超過了菲律賓產量跌幅。并且利用率有所上升,略低于2021/22的歷史最高位。同時貿易環比小幅增加,蓋由于菲律賓和越南進口增幅超過尼日利亞進口跌幅。2022/23庫存環比變化不大,出口國中,印度泰國的出口增加可能會彌補其他出口國預期的出口缺口。2022年12月,農業農村部公告發布第四屆國家農作物品種審定委員會審定通過的1384個水稻、玉米、棉花、大豆新品種。其中,有281個水稻品種達到國標2級以上,占比首次突破60%。中華人民共和國2022/23年早稻播種面積增加,早稻產量也有所增加;根據早稻實割實測抽樣調查結果推算:中華人民共和國早稻總產量2812.3萬噸(562.5億斤),比2021年增加10.6萬噸(2.1億斤),增長0.4%。早稻播種面積4755.1千公頃(7132.6萬畝),比上年增加21.0千公頃(31.5萬畝),增長0.4%。

2025年,中國早稻生產克服局部洪澇和臺風影響,實現單產、總產雙增,畝產首次突破400公斤,創歷史新高。8月22日,國家統計局發布的數據顯示,2025年,中國早稻產量達570.3億斤,比上年增加6.8億斤,增長1.2%。2025年,各地積極推進水稻大面積單產提升行動,提高集中育秧比例,早稻單產首次突破400公斤,實現畝產400.8公斤,比上年每畝產量增加5.8公斤,增長1.5%。

主要亞種

稻分為兩個亞屬,分別為秈稻粳稻。秈稻植株較高,質地較軟,分蘗松散;葉片綠色較淡,葉片較長,與莖間角度較大,有絨毛。復總狀花序的主軸較短,小穗狹長8.3毫米×3.3毫米,芒短,稃毛稀疏而短,谷粒細長,含糊精少。成熟穎果較少,穗輕。粳稻分蘗直立,葉色較深無毛。植株較矮,質地較硬,葉片較短,與莖間角度較小,花序主軸較短,小穗數增多,密集,穗重,稃毛較長而密,粒形變卵圓而較短寬。

育種研究

稻育種的重點是提升產量并提高對脅迫的耐受性,稻現代育種方法主要有:自然變異植物選擇、理想基因型雜交、分子標記植物選擇。中華人民共和國水稻育種研究在1960年代,將矮化基因引入水稻中,產生了高產品種;20世紀,通過結合抗病和抗蟲基因,在高產品種的基礎上提升了其穩定性。隨著全球變暖加劇,未來水稻種植區會向高緯地區遷移,耐寒性會成為水稻未來育種的基本目標。

越南也是重要的稻種植區,其稻種植歷史超過四千年,越南傳統本地水稻品種中,大部分水稻種質由秈稻粳稻類型以及野生稻親緣種組成。由于這些品種擁有潛在的遺傳資源和能夠適應特定環境條件的性狀,因此作為遺傳抗病源被用于培育抗病雜交水稻種,例如本地水稻品種之一Tetep就富含稻瘟病遺傳抗性來源。越南也引進了中華人民共和國日本的高產雜交水稻,通過結合分子育種、全基因組關聯研究、基因工程和基因組編輯研究與傳統水稻進行雜交育種,可以培育出能夠耐受當地環境;對水稻病害產生抗性;能夠應對生物脅迫的品種。

日本稻種植歷史約有兩千年左右,第一批水稻可能是由朝鮮傳入的雜交種群組成;在19世紀后半葉,日本從世界其他地區進口了水稻品種進行引種實驗,其中從臺灣引進的抗旱抗病品種使旱稻種植面積得到了擴大;1914年,日本培育出了具有抗病性和抗寒性的水稻品種。自1966年開始,日本開始建立用于水稻種子貯藏研究的國家基因庫,目前已經保留了2.8萬份水稻品種,已被利用于國際合作來研究水稻種質特性和水稻基因組之間的相互作用,將成為水稻遺傳多樣性和水稻改良的關鍵。

2025年2月14日,國際期刊《細胞》發表了相關科研論文,中國科學家通過基因編輯技術,成功創制全球首個合成輔酶Q10的水稻新種質。這項研究由中國科學院分子植物科學卓越創新中心辰山科學研究中心陳曉亞院士團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊等合作完成。研究團隊利用上海辰山植物園豐富的植物資源,采集了包括苔蘚植物石松、蕨類、裸子植物和被子植物門在內的共67個科134種植物樣品,系統分析了輔酶Q在陸生植物中的演化軌跡、以及關鍵酶自然變異,成功解析了植物輔酶Q側鏈長度控制的分子機制。結合對1000多種陸生植物輔酶Q10側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習,科研團隊最終確定了決定鏈長的5個氨基酸位點。再通過精準的基因編輯,創制了主要合成輔酶Q10的水稻。實際種植表明,水稻的生長和產量均未受影響。輔酶Q10水稻的研制成功,大大豐富了輔酶Q10的食物來源,將對水稻培育成高營養作物意義重大。

2025年12月3日,中國科學院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣院士團隊與上海交通大學林尤舜研究員團隊、廣州國家實驗室李亦學研究員團隊合作在國際權威學術期刊《細胞》上發表題為“A stepwise decoding mechanism for heat sensing in plants connects lipid remodeling to a nuclear signaling cascade”的研究論文。該成果破解了水稻感知并響應高溫的雙重密碼鎖,揭示了植物中的一個循序激活、協同串聯的熱信號感知機制,并通過對該機制的遺傳改良,成功培育出具有梯度耐熱性的水稻新株系,助力耐高溫分子育種,為應對全球變暖導致的糧食減產提供了新的解決方案。

稻作文化

中華人民共和國稻作文化在新石器時代長江中下游漢江地區、長江下游以及黃淮流域稻作文化序列較為完整,其中長江中游和長江下游文化序列跨度最長。研究表明長江流域和黃河流域考古學文化間有密切聯系,在發展過程中存在一定交流活動;黃淮流域不同地區居民飲食結構極為相似,證明了黃淮流域不同區域居民有著密切的文化往來,且黃淮稻作文化很可能是受到了長江流域的影響。

中華人民共和國長江流域,發現了距今一萬年左右的受選擇痕跡地古栽培稻遺存,距今7000-6000年又發現了水田遺跡與耕作配套的水塘、水溝等水利設施;中華人民共和國華南地區稻作文化主要體現于陶器和玉器上;中華人民共和國少數民族中的壯族也有其稻作文化,體現在其稻作語言、宗教信仰和飲食習慣等方面。24

參考資料 >

.植物科學數據中心.2023-05-21

Oryza sativa.植物科學數據中心.2023-05-21

改變世界的中國植物.百家號.2025-04-17

..2023-07-18

“小漁兒”愛科學 ——稻田里的科普課堂.杭州市富陽區人民政府.2025-04-18

AMIS Agricultural Market Information System.農產品市場信息系統.2023-05-21

國家統計局農村司司長王貴榮解讀早稻生產情況.國家統計局.2023-07-18

月壤研究新突破、“超級工程”進度條刷新……這一周,多領域好消息頻傳.騰訊網.2025-08-24

數讀中國|金秋“豐”景滿神州 顆粒歸倉筑牢1.4萬億斤目標.騰訊網.2025-09-14

..2023-07-18

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我國科學家成功創制輔酶Q10水稻新種質.央視網.2025-02-15

新華全媒+|中國科學家聯合創制輔酶Q10水稻新種質.新湖網上海頻道.2025-02-15

破譯“熱警報”密碼,中國科學家培育出具有梯度耐熱性的水稻新株系.百家號.2025-12-04

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