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1、 农艺师职称考试辅导资料 第一部分 作物栽培学 第一节 作物栽培学总论 一、作物分类 作物的种类很多，仅农作物就有九十多种，分属于植物的二十多个科。各种作物由于在人类长期的培育和选择下，形成众多的类型和品种。通常采用按用途和植物学系统相结合的分类方法依此分类可将作物分成四大部分，九大类别。 （一）粮食作物 也称食用作物，其中包含三大类。 1谷类作物绝大部分属禾本科 主要作物有小麦、大麦（包括皮大麦和裸大麦）、燕麦（包括皮燕麦和裸燕麦）、黑麦、稻、玉米、谷子、高粱、黍、稷、稗、龙爪稷、蜡烛稗、薏苡等，也叫禾谷类作物。荞麦属蓼科，其谷粒可供食用，习惯上也将其列入此类。 2豆类作物（或称菽谷类作物）
2、属豆科 主要提供植物性蛋白质，常见的作物有大豆、豌豆、绿豆、小豆、蚕豆、豇豆、菜豆、小扁豆、蔓豆、鹰嘴豆等。 3薯芋类作物（或称根茎类作物） 植物学上的科、属不一，主要生产淀粉类食物。常见的有甘薯、马铃薯、木薯、豆薯、山药（薯获）、芋、菊芋、蕉藕等。 （二）经济作物 也称工业原料作物，其中包含四大类。 4纤维作物 其中有种子纤维，如棉花；韧皮纤维，如大麻、亚麻、洋麻、黄麻、茼麻、苎麻等；叶纤维，如龙舌兰麻、蕉麻、菠萝麻等。 5油料作物 常见的有花生、油菜、芝麻、向日葵、蓖麻、苏子、红花等。 6糖料作物 主要有甘蔗和甜菜，此外还有甜叶菊、芦粟等。 7其他作物（有些是嗜好作物） 主要有烟草、茶叶、
3、薄荷、咖啡、啤酒花、代代花等，此外还有挥发性油料作物，如香茅草等。 （三）饲料及绿肥作物 8饲料及绿肥作物 豆科中常见的有苜蓿、苕子、紫云英、草木樨、田菁、柽麻、三叶草、沙打旺等；禾本科中常见的有苏丹草、黑麦草、雀麦草等；其他如红萍、水葫芦、水浮莲、水花生等。 （四）药用作物 9药用作物种类颇多，栽培上常见的有人参、枸杞、黄芪、沙参、颠茄等。 由于保健事业的发展，对中草药的需求日增，野生草药供不应求，人工栽培有发展趋势，有可能成为一门独立的学科。 以上是狭义的农作物，广义的农作物应另加： 1木本油料作物 油茶、油桐、油棕、油橄榄和其他多年生油料作物。 2纤维作物 芦苇、席草、木棉等。 3饮料作
4、物 咖啡、可可。 4调料作物 胡椒、花椒、八角、肉桂等。 5染料作物 蓝靛、红花、茜草等。 6特用作物 桑、漆、橡胶。 上述分类中有些作物可以有几种用途，例如大豆，既可食用，又可榨油。亚麻既是纤维作物，种子又是油料，玉米既可食用，又可做青饲青贮饲料；马铃薯既可做粮食，又可做蔬菜，红花是药材，其种子是油料。因此，上述分类不是绝对的，同一作物，根据需要，有时可以划到这一类，有论坛地址: http:/ 2 时又把它划到另一类。 种植业“三元结构” 迫于人口压力，又由于长期片面强调“以粮为纲”，导致了我国农业结构的单一化。长期以来，我国口粮与饲料粮不分，“人畜共粮”。这样，既加剧了粮食供需的缺口，又制
5、约了饲料产业的发展。为了保障食物安全，为了更多地提供动物性食物和非粮食品，我国需要在现代食物观念指导下，进行种植业结构调整，由“粮食作物一经济作物”二元结构向“粮食作物一经济作物一饲料作物”三元结构转变。在改革、调整种植业结构的同时，必须相应地发展养殖业、饲料工业和食品工业，使种植业、养殖业、加工业相互促进、协调发展，形成农牧渔有机结合、产加销和贸工农一体化高产高效的农业综合生产体系。实施“种植业三元结构”工程之后，我国人民的食物营养和消费结构水平必将大为提高，人均肉、蛋、奶、水产品的消费数量将大为增加(卢良恕、顾晓君，1996)。 二、作物的生长发育 作物生产从种到收，播下少量播种材料（种子
6、、果实或供繁殖用的根、茎、枝等），经过发芽、出苗、发根和出叶、分蘖（或分枝）长茎、开花、结实等一系列器官形成和生长，最后获得几十倍，甚至千倍以上收获物，这一个体发育全过程统称为作物的生长发育，简称生育。 （一）生长 作物在数量上的不可逆增长叫生长，它包括作物体积（长、宽、厚等）的由小到大，重量（鲜重、于物重）由轻到重，这些量的不可逆增长都属于生长。 （二）分化和发育 在作物生育过程中，不仅有上述量的增长，而且先后相继形成形态、结构和功能各异的各种营养器官和生殖器官，其变化是以细胞或组织的变化为基础的。这种由同一受精卵或遗传上同质的细胞转变为形态、机能及化学构成上异质的细胞，是质的变化，称为分化
7、。 作物某一器官分化之后，接着进行生长，在生长的同时或长到一定基础上又分化其它器官。如此分化与生长交替进行的连续过程就是作物一生的整个生育过程，常称作物的个体发育。 （三）生长与分化、发育的关系 如前所述，作物的生长是量的增加，而分化和发育是质的变化，因此生长与分化、发育的关系是量变与质变的关系。 分化、发育是生长的前提。没有根、茎、叶的分化，就不会有根、茎、叶的生长：没有花芽分化，便不能开花结实。 而生长又是分化、发育的基础。没有相伴的生长，分化、发育一般也不能继续正常进行，如无必要的营养器官生长，没有根吸收水分和养料，没有叶制造光合产物，也不可能有花芽分化。事实证明：花芽多少与营养器官生长
8、量紧密相关。 三、作物的生育期和生育时期 作物的生育期和生育时期是两个不同的概念，不可混淆。在作物栽培实践中，把从作物出苗到成熟之间的总天数，即作物的一生，称为作物的全生育期，而作物的某一生育时期则是指作物一生中其外部形态上呈现显著变化的若干阶段。 （一）生育期 1.生育期长短及其影响条件 一般以籽实为播种材料又以新的籽实为收获对象的作物，其生育期是指籽实出苗到新籽实成熟所持续的总天数。对于以营养体为收获对象的作物如麻类、薯类、牧草、绿肥、甘蔗、甜菜等，则是指播种材料出苗到主产品收获适期的总天数。需要育苗（秧）移栽的作物如水稻、甘薯、烟草等，通常还将生育期分为秧田（苗床）生育期和田间（本田）生
9、育期。秧田（苗床）生育期是从出苗到移栽的天数，田间生育期是指移栽到成熟的天数。 2.生育期与产量 一般地说，早熟品种单株生产力低，晚熟品种单株生产力高，但这并不是绝对的。在相同的种植密度下，早熟品种与晚熟品种相比处于不利的地位：主茎形成的叶片较少，面积也小，以至于最大叶面积指数和光合势都达不到该品种最适宜的量。 （二）生育时期的划分 现把几种主要作物的生育时期的划分列出如下： 1. 禾谷类 出苗期、分蘖期、拨节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期 2. 豆 类 出苗期、开花期、结荚期、成熟期 3. 马铃薯 出苗期、现蕾期、开花期、结薯期、薯块发育最速期、成熟期、收获期 论坛地址: http:/
10、3 4. 油 菜 出苗期，现蕾期、抽苔期、开花期、成熟期 四、作物生育的一般进程 （一）“S”形生长曲线 作物的个别器官、整个植株的生育以及作物群体的建成和产量的积累均经历前期较缓慢、中期加快、后期又减缓以至停滞衰落的过程。以稻、麦的株高增长过程为例，出苗后株高缓慢增长，从拔节起，株高急剧增长，抽穗之后趋于稳定。这个过程遵循一条“S”形的曲线，“S”形曲线如果按照作物自种子萌发至收获来划分的话，通常可分为五个阶段：（1）初始期，这时种子内部发生变化，生长缓慢；（2）生长期或快速生长期，这是一个累进的、自促的过程，生长率不断增加（3）生长率渐减期；（4）稳定期，植株成熟，生长停止，（ 5 ）衰老
11、期，生长量非但不增加，反而减少（图11）。作物的生长进程视研究的对象和目的不同，可以用鲜重、干重、体积、长度等单位来计量。 研究作物的生育进程，对于作物生产有着重要的实际意义。 第一，各种促进或抑制生长的措施，都应在生育最快速度到来之前应用。 第二，同一作物的不同器官通过生育周期的步伐不同，生育速度各异，在控制某一器官生育的同时，应注意到这项措施对其他器官的影响。 第三，作物生育是不可逆的。在作物出苗至成熟的整个过程中，应当密切注视苗情，注意各个同步生育的器官，协调它们之间的关系，达到该期应有的长势和长相。因为任何器官一经形成（如穗一定型），便无法补救了。 五、作物群体及其结构 （一）作物群体
12、 作物生产的目的在于大面积丰收。因此，从生产角度来说，最有实际意义的不是作物的单株即个体，而是单位土地面积上所有单株的总和即群体（population） 作物群体是指同一地块上的作物个体群。个体是群体的组成单位，群体是许多个体组成的整体。一种作物组成的个体群是单作群体，两种或两种以上作物组成的个体群是复合群体， 作物生产是作物群体的生产，它们的产量就是作物群体的产量。群体产量虽然取决于每个个体的产量，但不是每个个体产量的无限提高的总和。众所周知，作物单株单独生长的长势长相与群体中生长的长势长相是截然不同的。 作物个体组成了群体，同时也就逐渐形成了群体内部的环境。这种在群体中个体的生长发育变化，
13、引起了群体内部环境的改变，改变了的环境反过来又影响个体生长发育的反复过程叫做“反馈”（Feedback）。作物群体不是静止的，它是由许许多多生长着的个体组成的，是经常在变化和发展的。在群体的动态发展过程中，普遍存在着“自动调节”现象。自动调节是通过个体对变化着的环境条件的反应而发生的，作物与环境相互作用的结果，是通过反馈作用进行的。 （二）作物群体的层次结构 作物群体是一个有结构的整体，其地上部在空中可达到一定的高度，地下部在土壤中可达一定的深度。因此，很多学者为研究群体结构的功能及其与环境条件的关系，把整个群体分为三个层次：光合层、支架层和吸收层。 光合层（叶、穗层），包括所有绿色叶片、穗和
14、茎的一部分。它的主要功能是吸收日光能和CO2，进行光合作用，并进行水分的蒸腾。 支架层（茎层），在光合层之下，主要功能是支持光合层，并行使地上部和地下部之间水分和养分的运输传导作用。 吸收层（根层），在地面以下，主要功能为吸收水分和养分，并进行一些代谢与合成作用。 群体各层之间存在着有机的联系，不论在作物体内或体外都有物质转运与相互影响。任何一层的加强或削弱，都会促进或抑制其他层的发展。各层由于其所处空间的位置不同，它们的影响因子也各异。光合层主要受光照，温度、空气湿度和流速的影响；支架层主要受空气的影响；吸收层则与土壤空气、水分和营养有密切关系。 （三）种植密度和种植方式 论坛地址: htt
15、p:/ 4 作物的种植密度和种植方式在很大程度上影响着作物群体结构，从而影响到作物群体的光能利用和干物质生产。 1种植密度 植密度实质上是指作物群体中每一个体平均占有的营养面积大小，而种植方式则指每一个体所占营养面积的形状，即行、株距的宽窄。 2种植方式 从干物质生产的角度看，种植方式应当归结为种植密度的均匀性问题。田间植株的配置均匀，至少在生育前期和中期对光线截获较好。但是，生产实践上，为了农业操作上的方便，有采用条播或穴播，长方形栽种或宽窄行种植等。往往行内和窄行间已经封行，而行间或宽行间还有空隙。种植方式是使田间个体配置得当，充分利用光能，在生育前期要尽量减少太阳光未被叶片吸收而漏射到地
16、面上的损失，而又要注意到生育后期的底叶是否早衰。 至于与种植方式有关的行向问题，主要是对光能利用上孰优孰劣的问题。太阳直射光照射角依一日间从早到晚而变化，其变化过程又随纬度和季节而不同。一般说，在作物体叶面积指数达一定程度时，对于镶嵌良好的水平叶型的群体（如棉花、大豆等），南北行向与东西行向没有很大区别。 六、作物的产量 （一）作物的三种产量 （1）光合产量 系指作物在其生育中，通过光合作用积累的碳水化合物以及由碳水化合物或结合矿质营养衍生的各种有机物质的总量及所含总能量，包括在整个生育过程中的呼吸消耗量和其他损耗量在内。 （2）生物产量 也称生物学产量系指收获时作物有机体的总重量。从理论上讲，应该包括地上、地下部分重量的总和
