水稻喜高温、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。
影响水稻分布和分区的主要生态因子：
1.热量资源一般≥10℃积温2000-4500℃的地方适于种一季稻, 4500 -7000℃的地方适于种两季稻,5300℃是双季稻的安全界限,7000 ℃以上的地方可以种三季稻;
2.水分影响水稻布局, 体现在"以水定稻"的原则;
3.日照时数影响水稻品种分布和生产能力;
4.海拔高度的变化, 通过气温变化影响水稻的分布;
5.良好的水稻土壤应具有较高的保水, 保肥能力,又应具有一定的渗透性,酸碱度接近中性。
温度
水稻为喜温作物。生物学零度粳稻为10℃、籼稻12℃，早稻三时期以前，日平均气温低于12℃三天以上易感染绵腐病，出现烂秧、死苗，后季稻秧苗温度高于40℃易受灼伤。日平均气温15～17℃以下时，分蘖停止，造成僵苗不发。花粉母细胞减数分裂期（幼小孢子阶段及减数分裂细线期），最低温度低于15～17℃，会造成颖花退化，不实粒增加和抽穗延迟。抽穗开花期适宜温度为25～32℃（杂交稻25～30℃），当遇连续3天平均气温低于20℃ （粳稻）或2～3天低于22℃（籼稻），易形成空壳和瘪谷，但气温在35～37℃以上（杂交稻32℃以上）造成结实率下降。灌浆结实期要求日平均气温在23～28℃之间，温度低时物质运转减慢，温度高时呼吸消耗增加。温度在13～15℃以下灌浆相当缓慢。粳稻比籼稻对低温更有适应性，由于高温条件下水稻光呼吸作用增强。其光合作用适宜温度范围较大，籼稻为25～35℃、粳稻为18～33℃，当籼稻低于20℃或高于40℃和粳稻低于15℃或高于38℃时，光合作用急剧减弱。稻根呼吸作用随温度升高至32℃时迅速加快，然后缓慢增加，至38℃时达最大值，接着减慢，而稻叶呼吸在20～44℃之间随温度升高呈直线增强。低温（尤其霜冻）情况下，光合效率受抑制，稻根吸水减少，导致气孔关闭和叶片枯萎。根呼吸对高温危害的反应比叶片更敏感。
水分
水稻全生长季需水量一般在700～1200毫米之间，大田蒸腾系数在250～600之间，水稻蒸腾总量随光、温、水分、风、施肥状况、品种光合效率、生育期长短及熟期而变化。单季中、晚稻在孕穗期、双季早稻在开花期、双季晚稻在拔节、孕穗期蒸腾量最高。当土壤湿度低于田间持水量57％时，水稻光合作用效率开始下降；当空气相对湿度为50～60％时，稻叶光合作用最强。随着湿度增加，光合作用逐渐减弱。水稻需要水层灌溉，以提高根系活力和蒸腾强度，促使叶片蔗糖、淀粉的积累和物质的运转。淹灌深度以5～10厘米为宜，但为了除去土壤有毒的还原物质，提高土壤的通透性和根系活力，还应进行不同程度的露田和晒田。水稻幼苗期应采取浅水勤灌，有利扎根；分蘖期为促进分棵，以水调温，水层保持在2～3厘米左右，分蘖后期排水促进根系发育；拔节孕穗期是水稻需水最多时期，宜灌深水（6～10厘米）；抽穗开花期根据天气与土壤条件，可以轻脱水或保持一定水层，空气相对湿度70～80％有利受精；灌浆期田面要有浅水，乳熟后期干干湿湿，有利提高根系活力及物质调配和运转。水稻在返青期、减数分裂期、开花与灌浆前期受旱减产最严重，返青期缺水，影响秧苗活棵和分蘖；减数分裂期缺水，颖花大量退化，出穗延迟、结实率下降；抽穗期受旱，影响出穗，减产严重。灌溉期受旱，粒重下降而影响产量。水稻在返青期、减数分裂期、开花期对淹水最敏感，长期淹水会导致死苗、幼穗腐烂和结实率降低。
光照
水稻是喜阳作物，它对光照条件要求较高，水稻单叶饱和光强一般在3～5万勒克斯左右，而群体的光饱和点随时面积指数增大而变高，一般最高分蘖期为6万勒克斯左右，孕穗期可达8万勒克斯以上，但其光合作用随照度的增加不如C4作物玉米明显。据国际水稻研究所（IRRI） i976年对50个水稻品种在6万勒克斯光强下测定，其光合率为34．5～62．1毫克·分米-2·时-1（平均约44.6毫克·分米-2·时-1），同化量因品种、叶龄、含氮量、叶片厚度而异。在光饱和状态下，水稻上部第一、二叶光合率和光饱和点明显高于第三、四叶。水稻穗的光饱和点为1～3万勒克斯，同化量最大值为2毫克·分米-2·时-1。叶鞘的光饱和点为2～4万勒克斯，同化量最大值为3毫克·分米-2·时-1 。
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