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稻

Oryza sativa

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稻(Oryza sativa)是禾本科稻屬的穀物,為全球超過一半人口最重要的主食。除南極洲外,各大洲均有種植,提供人類全球攝取總熱量的約五分之一。

• Oryza sativa 是兩種栽培稻物種之一,另一種為 Oryza glaberrima(非洲稻)
• 稻作被認為是在多個地區獨立起源,其中中國長江流域是 O. sativa 主要的馴化中心
• 稻基因組是最早完成全序列測序的作物基因組之一,由國際稻基因組測序計畫於 2005 年完成
• 稻是穀物中唯一能在淹水條件下生長的物種,此特性已塑造數千年的農業景觀與文明

Taxonomy

Kingdom Plantae
Phylum Tracheophyta
Class Liliopsida
Order Poales
Family Poaceae
Genus Oryza
Species Oryza sativa
稻(Oryza sativa)約於 8,000 至 10,000 年前,由其野生祖先 Oryza rufipogon 在中國長江流域首次馴化。

• 中國浙江省河姆渡與跨湖橋等遺址的考古證據,提供了最早約 7,000 至 8,000 年前的稻作記錄
• 稻作從中國傳播至東南亞、南亞,並最終擴及中東、非洲、歐洲與美洲
• O. sativa 內有兩個主要亞種被獨立馴化:秈稻(主要分布於熱帶與亞熱帶亞洲)与粳稻(主要分布於溫帶東亞)
• 第三類群原分類為爪哇稻(javanica),現普遍歸入粳稻,種植於熱帶高地地區
• 稻屬(Oryza)約包含 24 個物種,呈泛熱帶分布,以亞洲、非洲與美洲為中心
• 稻作的傳播與中國、印度、東南亞及西非等主要文明的發展密切相關
稻為一年生或偶爾為多年生草本植物,株高通常介於 60 至 180 公分之間,視品種與生長條件而異。

根系:
• 鬚根且相對淺層,在稻田條件下集中於土壤表層 20 公分內
• 某些品種的上部節位可發育氣生根(支柱根)
• 在淹水條件下,稻會發達通氣組織——根中特化的空氣通道,可將氧氣輸送至淹沒的組織

莖(稈):
• 直立、圓柱狀,節間中空(禾本科典型特徵)
• 直徑通常為 5–10 毫米,依品種不同有 13–20 個節間
• 具分櫱习性:每株可產生多個側枝(分櫱),每個分櫱均可結穗

葉:
• 互生,具包圍稈的葉鞘及扁平葉片,葉片長 20–50 公分,寬 0.5–2 公分
• 葉片與葉鞘交界處具膜質葉舌,長 10–20 毫米
• 葉面粗糙,佈滿微細矽質乳突,可驅避植食性昆蟲
• 葉色由淺綠至深綠不等;部分品種具紫色色素

花序(圓錐花序):
• 頂生圓錐花序,長 15–35 公分,成熟時由直立至下垂
• 由一級與二級分枝組成,其上著生小穗
• 每小穗含一朵可育小花,具六枚雄蕊及一枚具羽毛狀柱頭的雌蕊
• 稻主要為自花授粉;花藥在閉合的小穗內開裂並釋放花粉(閉花授粉)

穀粒(穎果):
• 穀粒由外糰與內糰(合稱穀殼或稻殼)包裹
• 去殼後的穀粒(糙米)保留麩皮層與胚芽
• 白米則經進一步碾磨去除麩皮與胚芽
• 穀粒長度變化大,短粒型約 5 毫米,長粒型可超過 10 毫米
• 單一花序可結 50 至 300 餘粒穀粒,視品種與條件而定
稻種植於多樣的農業生態區,從熱帶低地到溫帶地區,從海平面到海拔超過 2,500 公尺處均有分布。

氣候需求:
• 最適生長溫度:生長季為 20–35°C
• 需無霜期至少 120–150 天,視品種而定
• 稻田耕作通常需要年降雨量 1,000–2,000 毫米,或相當之灌溉水量
• 對光週期敏感性各異:秈稻品種多屬短日照敏感型,而許多粳稻品種則相對對日照不敏感

水分與棲地:
• 水稻種植於淹水田(稻田),生長季大部分時間維持 5–15 公分深之積水
• 淹水可抑制雜草生長,並提供穩定的根域溫度
• 陸稻品種則種植於非淹水、依靠雨水的梯田與坡地
• 深水稻品種可耐受超過 50 公分的淹水深度,並能快速伸長節間(每日可達 25 公分),使葉片保持於水面之上

土壤:
• 最適生長於保水性佳的黏重壤土
• 最適 pH 值範圍:5.5–7.0
• 稻田創造獨特的厭氧土壤環境,支持特殊微生物群落,包括產甲烷古菌

生態意義:
• 稻田是甲烷(CH₄)的重要來源,估計佔全球溫室氣體總排放量的 1.5%
• 稻田亦為重要濕地棲地,支持多樣的水生無脊椎動物、兩棲類、魚類與水鳥
• 傳統稻魚共作與稻鴨共作系統代表亞洲數百年來實踐的整合性農業生態方法
稻是地球上集約化程度最高的作物之一,全球種植面積約 1.6 億公頃,年產量超過 5 億公噸糙米。

苗床與播種:
• 在稻田系統中,種子通常預先催芽後播於育苗床,再行移植
• 秧苗於 20–30 日齡時移植至本田,株距 15–25 公分
• 為降低勞力成本,直接播種(濕播或乾播)日益普及
• 播種量:移植法約為每公頃 100–200 公斤;直播法為每公頃 60–100 公斤

水分管理:
• 營養生長與生殖生長階段維持 2–5 公分積水
• 收穫前 2–3 週排水,以利穀粒乾燥與機械收穫
• 交替濕乾法(AWD)為一項節水技術,可在不顯著減產下減少 15–30% 用水量

土壤與肥力:
• 稻對氮肥反應強烈;典型施用量為每公頃 60–150 公斤氮
• 磷與鉀依土壤檢測建議施用
• Incorporation of rice straw and organic matter improves soil structure and nutrient cycling( Incorporation of rice straw and organic matter improves soil structure and nutrient cycling)

溫度:
• 發芽需最低土壤溫度 10–13°C;最適為 25–30°C
• 生殖階段若溫度低於 15°C,可能導致小穗不孕與顯著減產

繁殖:
• 主要以種子繁殖;雜交稻品種利用細胞質雄性不育(CMS)三系法生產
• 某些熱帶地區實行再生稻耕作(收穫後從稻茬再生長),以進行第二季收穫

常見問題:
• 稻瘟病(Magnaporthe oryzae)——全球最具破壞性的稻真菌病害
• 褐飛蝨(Nilaparvata lugens)——主要昆蟲害蟲,可導致作物完全失收(「蝨燒」)
• 細菌性葉枯病(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)
• 雜草競爭——尤其以稗屬(Echinochloa species,即稗草)為甚
• 倒伏(莖稈倒塌)——因氮肥過量或風雨事件所致

趣味知識

稻不僅僅是一種穀物——它是人類文明、文化甚至太空探索的基石: • 稻是超過 35 億人口(特別是在亞洲、非洲與拉丁美洲)的主要主食 • 位於菲律賓的國際稻米研究所(IRRI)成立於 1960 年,開發出 IR8「奇蹟稻」品種,引發亞洲綠色革命,大幅提高產量 • 稻是首種在太空種植的糧食作物:國際太空站上的太空人已成功在微重力條件下栽培稻 • 稻基因組約含 4.3 億個鹼基對,估計有 37,000 至 40,000 個基因——比人類基因組的基因數量還多 • 稻田覆蓋全球約 11% 的可耕地,使稻成為最耗用土地的糧食作物之一 • 在許多亞洲語言中,「稻」與「食物」或「餐」為同一詞彙——反映其於日常生活的核心地位 • 稻稈、米糠與稻殼有數百種用途:從建築材料、生質燃料到動物飼料、造紙與矽提取 • 野生稻(Zizania 屬物種)與 Oryza sativa 並無密切親緣關係——它屬於不同屬,原生於北美

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