华中农业大学通识课《农学概论》资料

第一章本书涉及的农学是狭义的农学，它是研究农作物高产、优质、高效和可持续发展的理论和技术的科学。

农学正式形成一门科学是19世纪后期的事，它与施旺（T.Schwann）的细胞学说、李比希（J.F.Von Liebig ）的矿质营养学说、达尔文（C.R.Darwin）的进化论和孟德尔（ G.J.Mendel）发现的遗传规律等分不开。

农学的研究对象是以作物为主的种植业，因此农学的性质很大程度上取决于种植业。

农学的性质：农学是以自然科学和社会经济科学为基础的一门应用科学，农学是服务于种植业的一门综合学科，农学是以可持续发展为目标的一门应用生态学科。

作物生产的地位与作用：人民生活资料的重要来源；工业原料的重要来源；出口创汇的重要物资；农业的基础产业；农业现代化的组成部分世界作物总产的增加主要得益于单产的提高，其原因有：品种改良；增施肥料与施肥技术；扩大灌溉与节水技术；设施栽培；作物病虫草害的防治；高新技术的推广应用目前，我国栽培面积最大的作物是水稻和小麦，其次是玉米和油料作物；在作物信息技术中，以3S（GIS、GPS、RS，地理信息系统、全球定位系统和遥感系统）为核心的精确农业已成为发达国家高新技术集成应用于农业生产的热门领域，必将对我国农作物生产产生重大的影响。

第二章栽培作物与野生植物祖先相比，其人类利用的器官变得巨大和迅速生长；产品有用成分大大改进和提高；成熟期一致，生长整齐；传播手段退化以及休眠性减弱或缩短，栽培作物的自我保护机能减弱等。

植物学分类一般用双名法对植物进行命名，称为学名。

例如小麦属禾本科，其学名为Triticum aestivum L.,第一个字为属名，第二个字为种名，第三个字为命名者的姓氏缩写。

按作物感温特性分类，可分为喜温作物和耐寒作物。

按作物对光周期反应特性分类，可分为长日照作物、短日照作物、中日照作物和定日照作物按作物对二氧化碳同化途径分类，可分为C3作物、C4作物和CAM（景天酸代谢）作物。

不同作物生长在相同的环境条件下，形成具有相似特征的结构和生物学特性，称为生活型，如水生植物、陆生作物等。

同一作物不同品种长期生长在不同的环境条件或人工选择条件下，形成不同的生态型，包括气候生态型、水分生态型、土壤生态型等等。

谷物中又以小麦、水稻和玉米为最多，号称世界三大作物；大豆是人类主要的植物蛋白来源，其营养丰富，用途广泛。

起源于中国，但在美洲有较大发展。

我国地域辽阔、地形地貌复杂。

在地理上明显呈现出纬度地带性、经度地带性和垂直地带性三大特点，引起温度、降水、光照等的巨大变化。

80年代初，由中国农业科学院等单位在此基础上，依据发展种植业的自然条件和社会经济条件；作物结构、布局和种植制度；种植业发展方向和关键措施等的相对一致性，并保持县级行政区界的完整性，将全国种植业划分为10个一级区和31个二级区。

一级区是以地理位置、农业地貌类型和在全国所占地位命名，二级区则仅以地理位置及地貌类型命名。

第三章作物的生长是指植物细胞的增大与增多，是植物体或某一器官体积和重量增加的量变过程。

发育是指作物从营养器官阶段转到生殖生长的质变过程。

作物完成从播种到收获的整个生长发育所需的时间称为作物的生育期，以天数表示。

禾谷类主要的生育时期有：出苗期，分蘖期，拨节期，孕穗期，抽穗期，开花期，成熟期作物生长发育对温度高低和日照长短的反应特性，称为作物的温光反应特性。

根据作物温光反应所需温度和日长，可将作物温光反应归为典型的两大类，即以小麦为代表的低温长日型和以水稻为代表的高温短日型。

例如，冬小麦植株只有顺序地通过低温和长日照处理才能诱导生殖器官的分化，作物某一器官的上下两端，在形态和生理上都有明显的差异，通常是上端生芽下端生根，这种现象叫做极性当作物体失去某一部分后，在适宜的环境条件下，仍能逐渐恢复所失去的部分，再形成一个完整的新个体，这种现象叫再生。

例如扦插繁殖、分根繁殖等都是利用作物体的再生能力。

当作物体失去某一部分后，在适宜的环境条件下，仍能逐渐恢复所失去的部分，再形成一个完整的新个体，这种现象叫再生。

例如扦插繁殖、分根繁殖等都是利用作物体的再生能力。

“根深叶茂”、“本固枝荣”就充分反映地下部分与地上部分协调的关系作物的顶芽生长占优势的现象叫顶端优势。

作物营养器官根、茎、叶的生长称为营养生长；生殖器官花、果实、种子的生长称为生殖生长。

两者之间既相互依赖，又相互制约。

作物一般是先进行营养器官的生长，然后进行生殖器官的生长。

生殖器官的生长一般是消耗营养的，营养器官生长得越健壮，生殖器官的分化与生长也就愈好。

有些作物的种子即使在适宜的环境条件下仍不能正常萌发，这一现象称为种子的休眠。

休眠是作物对不良环境的一种适应。

休眠的种子对不良环境尤其是寒冷和干旱的抵抗力较强。

种子休眠的原因有：①种皮厚，透气差；②胚未发育完全；③后熟作用未完成；④抑制物质的存在④抑制物质的存在种子萌发需要适宜的温度、水分及氧气。

种子萌动后胚根和胚芽继续生长，当胚根的长度与种子长度相等，胚芽长度约为种子长度的1/2时，叫种子发芽。

如果种子贮藏的有机物质多，则出苗快，而且苗壮、苗齐。

因此，播种时要选用粒大饱满的种子。

根的主要功能是吸收、输导、支持、合成和贮藏。

根从土壤中吸收水、二氧化碳和无机盐类，通过维管组织输送到茎和叶；而叶所制造的有机物经过茎输送到根的各部。

根系固着在土壤中，使茎叶得以伸展，并能经受风雨和其他机械力量的袭击。

根还有合成功能，制造某些氨基酸、植物激素和生物碱等，此外还有分泌有机酸的作用。

大多数作物的根群主要分布在耕层0～30cm范围内。

大多数双子叶作物如棉花、麻类、豆类、油菜等的根系有明显的主根和侧根之分，称为直根系。

而水稻、小麦等禾谷类作物的根系为须根系。

茎的主要功能是支持和运输，其次也有贮藏和繁殖功能。

在农业生产上，小麦和水稻的分蘖和产量有直接关系，如果分蘖数目过少，则产量低；若分蘖数目过多，则后期分蘖为无效分蘖，收获时穗成熟较迟，常易引起病害，影响品质。

按芽在茎上发生的位置不同可以分为顶芽和腋芽。

顶芽生于主干或侧枝的顶端，腋芽生于叶腋处，也称侧芽。

顶芽和腋芽则称为定芽。

生长在茎的节间、老茎、根或叶上的没有固定位置的芽，称为不定芽，可用来进行营养繁殖。

按芽所形成的器官不同可分为叶芽、花芽和混合芽。

叶芽形成茎、枝和叶；花芽形成花或花序。

按芽的生理状态又可分为活动芽和休眠芽。

食用马铃薯、芋头器官是变态茎，而甘薯则是块根。

仙人掌类作物肉质部分器官是茎，其上的刺是变态叶。

茎卷须，如黄瓜、南瓜、葡萄。

枝刺，如皂荚、山楂。

肉质茎，如莴苣。

作物叶的主要功能是光合作用、蒸腾作用，还有一定的吸收作用，少数作物的叶还具有繁殖功能。

具有叶片、叶柄和托叶三部分的叶，叫完全叶。

禾本科作物等单子叶作物的叶，从外形上仅能区分为叶片和叶鞘两部分，为无柄叶。

一个叶柄上只生一个叶片的叶称单叶，如棉花、苎麻、油菜、甘薯等。

一个叶柄上生有两个以上叶片的叶称复叶，根据复叶中小叶的数量和排列方式不同，将复叶分为三出复叶如大豆、掌状复叶如大麻和羽状复叶如豌豆、花生。

叶卷须，如豌豆羽状复叶先端的一些小叶片变成卷须。

平行脉序是单子叶作物叶脉的特征。

双子叶植物的花多为典型花，由花柄、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群五部分组成。

由花粉囊散出的花粉借助于一定的媒介力量被传送到同一花或另一花的柱头，这一过程称为授粉。

受精后胚珠发育成种子，子房发育成果实。

果实由果皮和种子组成，果皮内包藏种子。

如桃，食用部分是中果皮，桃仁则是种子。

小麦产量构成因素是：穗数、每穗实粒数、粒重作物在整个生育期间生产和积累有机物的总量，即整个植株(一般不包括根系)的干物质全量称为生物产量。

经济产量是指单位面积上所获得的有经济价值的主产品数量,也就是生产上所说的产量。

经济系数是经济产量与生物产量的比率。

作物高产群体的特点作物高产群体的特点主要有：①产量构成因素协调发展，有利于保穗(果)增粒增重。

②主茎和分枝（蘖）间协调进展，有利于塑造良好的株型，减少无效枝（蘖）的消耗。

③群体与个体、个体与个体、个体内部器官之间协调发展。

④生育进程与生长中心转移、生产中心（光合器官）更替、叶面积指数（LAI）、茎蘖枝消长动态等诸进程合理一致。

⑤叶层受光态势好，功能期稳定，光合效能大，物质积累多，转运效率高。

作物的品质是指收获目标产品达到某种用途要求的适合度。

环境因素实践证明，很多品质性状都受环境条件的影响，这是利用栽培技术改善作物品质的理论基础。

1．光照，2．温度，3．水分，4．大气污染，5．土壤栽培技术对作物品质的影响1．种植密度和播种期，2．施肥，3．灌溉，4．生长调节剂，5．收获第四章光对作物生产发育的影响是通过其光照强度、日照长度和光谱成分的影响而达到的。

对于一个作物群体来说，上层叶片接受到的光照强度往往会超过光饱和点，而中下层叶片特别是下层叶片，由于上层叶片的遮荫，其接受的光照强度远远还达不到光饱和点，密植群体下部叶片的光强往往是在光补偿点上下。

因此，通过各种措施改善作物群体叶层的受光态势，增加中下层叶片的受光量是获取作物高产的重要途径。

根据植物对光照强度要求的不同，可把植物分为阳生植物和阴生植物。

作物发育对日照长度的这种反应称为光周期现象。

根据作物发育对光周期的反应不同，可把作物分为长日照作物、短日照作物、中日照作物、定日照作物。

各种作物对温度的要求有最低点、最适点和最高点之分，称为作物对温度要求的三基点。

根据不同程度的低温又可分为霜冻害和冷害。

通常把作物整个生育期或某一生长发育阶段内高于一定温度以上的日平均温度的总和称为某作物整个生育期或某生育阶段的积温。

积温可分为有效积温和活动积温。

活动积温是作物全生育期或某一生育阶段内活动温度的总和，而有效积温则是作物全生育期或某一生育阶段的有效温度的总和。

在作物生产上有效积温一般比活动积温更能反映作物对温度的要求。

温度变化与干物质积累作物是变温植物，其体内温度受周围环境的温度所影响，作物生长发育与温度变化的同步现象称为温周期。

昼夜变温对作物生长发育有较大的影响。

很多研究说明，白天温度较高，有利于光合作用和干物质生产，夜间温度较低，可减少呼吸作用的消耗，有利于干物质的积累，因而产量较高。

干旱可分为大气干旱和土壤干旱两种。

涝害是指长期持续阴雨，或地表水泛滥，淹没农田，或地势低洼田间积水，水分过剩，土壤缺乏氧气，根系呼吸减弱，久而久之引起作物窒息、死亡的现象。

水资源的合理利用水资源在我国是十分珍贵的自然资源，合理利用和保护水资源，节约用水是我国长期坚持的一项基本国策。

因此合理地利用和保护水资源是我国农业能否持续发展的关键。

1．合理灌溉，发展节水型农业和旱作农业实行经济用水，充分有效地利用自然降水；改革耕作制度；选用耐旱作物；推广“节水栽培法”。