作物栽培学总论

作物栽培与耕作学作物栽培与耕作学作物栽培与耕作学内涵使用教材作物栽培学总论作物栽培学总论作物栽培学总论第一章绪论第一节作物生产概况一、作物生产在国民经济中的地位农业是国民经济的基础，作物生产又是农业生产的基础。（一）人民生活资料的重要来源（二）工业原料的重要来源（三）出口创汇的重要物资（四）农业的基础产业（五）农业现代化的组成部分（六）较强的社会性社会的发展，人们的生活离不开衣食住行，而这些都与作物生产有关。农业是国民经济的基础，粮食是人们赖以生存的依据。而农业的发展，粮食产量的提高都离不开作物生产。人均粮食的多少与人们生活水平直接相关：中国人均375kg→突破400kg，美国1559kg，澳大利亚1873kg，加拿大2400kg（7-8kg→1kg肉，12-13kg→1kg瘦肉）。二、世界作物生产概况粮食作物中收获面积最大的依次为小麦、稻谷与玉米，但总产则依次为玉米、稻谷与小麦；油料作物中，种植面积较大的有大豆、油菜、花生、向日葵；糖料作物中，仍以甘蔗和甜菜种植面积最大；纤维类作物主要是棉花、红麻、黄麻等。作物总产的增加主要得益于单产的提高：1．品种改良2．增施肥料与施肥技术3．扩大灌溉与节水技术4．设施栽培5．作物病虫草害的防治6．高新技术的推广应用三、我国作物生产概况我国的谷物、棉花、油菜、花生等作物的总产量位居世界第一位。从单产来看，粮、经作物也有显著的提高，特别是改革开放以来，提高幅度较大。目前与1978年相比，小麦增产115%、玉米增产74.0%、稻谷增产59.0%、大豆增产56.9%、薯类增产30.2%、棉花增产128%、油菜籽增产104%、甘蔗增产48.9%、黄、红麻增产92.4%。1．作物品种的改良：我国优良品种的覆盖率一般都在90%以上，而且品种更新换代的周期已缩短到3～5年。2．间、套作多熟制种植技术3．作物栽培技术：劳模经验—单项高产栽培技术—规范化栽培-持续优质综合栽培技术4．病虫草鼠害防治技术5．作物生产条件的改善：农田有效灌溉面积年平均递增2.15%；化肥用量年均递增14.3%。四、作物生产发展趋势发展目标：1．生产率目标2．可持续性目标3．营养安全目标4．经济高效目标发展途径：1．建设高产农田2．改革种植制度3．普及优良品种4．发展先进适用技术（1）作物信息技术（2）优质高产高效技术（3）可持续生产技术第二节作物栽培学的性质、任务和研究方法一.作物栽培学的性质、任务作物（广义）：人类有目的栽培的植物作物栽培学：是研究作物生长发育、产量和品质形成规律及其与环境条件的关系，并在此基础上采取栽培技术措施以达到作物高产、稳产、优质、高效目的—门应用科学。作物器官发育产量形成品质形成环境光、温、水、气、营养和生物措施品种、整地、播种、密度、施肥、灌排水、施药、田间管理和收获二、作物栽培学的特点1、复杂性2、季节性3、地区性4、变动性5、可持续性三、作物栽培学的研究方法1、生物观察法2、生长分析法3、发育研究法4、生长发育研究法第三节作物的起源和起源地农业的发生公元前5000-7000年采集野生植物到种植植物渔猎野生动物到饲养动物世界各地最早种植的作物公元前5000年土耳其西南部居民已栽培大麦和小麦黄河流域在新石器时代已开始种植黍(糜子)和粟（谷子）我国长江流域的先民早在6000—7000年前已经普遍种植水稻公元前4000年以后，南美的阿亚库乔人已经较多地依赖食物生产，已种植马铃薯、玉米、南瓜、豆类等。大约在公元前5500年至公元前3000年，随着非洲撒哈拉各民族的南迁，他们在那里栽培了高粱等作物。作物起源中心概况中国是世界栽培植物起源中心之一：136种1、最早（德康多尔后1882）划分三个世界栽培植物首先驯化区，中国为第1个区；2、瓦维洛夫，1935，划分为8个起源中心，中国为第1起源中心；3、茹科夫斯基理论1968，提出12个大基因中心，中国属第1中心。湖南文理学院生科院起源于我国的作物中国是独立发展起来的古老农业中心之一，又是世界栽培植物起源中心和多样性中心之一。起源于我国的作物：水稻、小麦、裸燕麦、六棱大麦、粟(谷子)、高粱、大豆、荞麦、苦荞、山药、油菜、大麻、苎麻、苘麻、红麻、中国甘蔗、紫云英等。从他国引入的作物1从中亚和印度一带引入蚕豆(胡豆)、豌豆、绿豆、黑绿豆、芝麻、红花(红蓝花)、苜蓿等。2公元后从亚、非、欧各洲引入燕麦、黑麦、硬粒小麦、圆锥小麦、非洲高粱、魔芋、饭豆、蓖麻、草棉、三叶草等。3从美洲引入玉米、甘薯、马铃薯、粒用菜豆、花生、向日葵、陆地棉(美棉)、海岛棉、剑麻、烟草等。第四节作物的多样性和作物分类一、作物的多样性作物的多样性及其保护植物多样性(diversity)、作物的多样性、多样性面临的威胁多样性的保护作物的驯化作物的创造二、作物的分类1.根据作物的生理生态特性分类(1)按作物对温度条件的要求，可分为:•喜温作物（10℃）•耐寒作物（1～3℃）(2)按作物对光周期的反应，可分为•长日照作物（日照变长时开花）•短日照作物（日照变短时开花）•中性作物（对日照长短没有严格要求）•定日照作物（只能在某一日照长度开花作物分类(3)根据作物对CO2同化途径的特点，分为三碳(C3)作物四碳(C4)作物(4)根据播种期，分为春播作物：水稻、棉花、花生、玉米、甘薯夏播作物：玉米、大豆秋播作物：马铃薯、油菜、小麦冬播作物：马铃薯、小麦作物分类2.按作物用途和植物学系统相结合分类(1)粮食作物(或称食用作物)谷类作物(也叫禾谷类作物)豆类作物(或称菽谷类作物)薯芋类作物(或称根茎类作物)(2)经济作物(或称工业原料作物)纤维作物油料作物糖料作物其他作物(有些是嗜好作物)作物分类(3)饲料和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、水花生等有些作物既可作饲料，又可作绿肥（4）药用植物红花、贝母、泽泻、川芎等上述分类中有些作物可能有几种用途，例如大豆、玉米、马铃薯、红花。第五节、我国古代作物栽培经验一、古代农学思想：“天、地、人”合一《吕氏春秋》：“夫稼，为之者人也，生之者地也，养之者天也”《齐民要术》：“顺天时，量地力，则用力少而成功多……任情返道，劳而无获”二、精耕细作“深耕细锄”，“粪多力勤”，“少种多收”三、多熟种植:早在公元前2-1世纪，在北方就有粟后麦的种植方式。禾根豆。我国的多熟种植兴世瞩目，美国现代育种家布劳格在考察我国的多熟种植后说“中国遍及全国的双作和三作，在发展中国家居于领先地位，中国人民创造了世界上最惊人的变革之一”。四、轮作：“麻欲得良田，不用故墟”。五、地力常新壮：“地可使肥，亦可使瘠”第六节、种植业区划一、区划原则区内相似，区间差异大：1、自然条件和社会经济条件2、作物结构、布局和种植制度3、种植业方向4、生产关键措施保持一定行政区界完整二、10个一级区31个二级区湖南文学院生科院水稻种植区划湖南文学院生科院第二章作物的生长发育第一节作物生长与发育的特点一、作物生长与发育的概念生长是指作物个体、器官、组织和细胞在体积、重量和数量上的增加，是一个不可逆的量变过程。营养器官根、茎、叶的生长等，通常可以用大小、轻重和多少来度量，则是生长。发育是指作物细胞、组织和器官的分化形成过程，也就是作物发生形态、结构和功能上质的变化，有时这种过程是可逆的，如幼穗分化、花芽分化、维管束发育、分蘖芽的产生、气孔发育等。二、作物生长的一般进程s形生长过程：分为以下四个阶段：1．缓慢增长期种子内细胞处于分裂时期和原生质积累时期，生长比较缓慢。2．快速增长期细胞体积随时间而呈对数增大，因为细胞合成的物质可以再合成更多的物质，细胞越多，生长越快。3．减速增长期生长继续以恒定速率(通常是最高速率)增加。4．缓慢下降期生长速率下降，因为细胞成熟并开始衰老S形生长进程的应用在作物生育过程中应密切注视苗情，使之达到该期应有的长势长相，向高产方向发展,S形曲线也可作为检验作物生长发育进程是否正常的依据之一。各种促进或抑制作物生长的措施，都应该在作物生长发育最快速度到来之前应用。同一作物的不同器官，通过S形生长周期的步伐不同，生育速度各异，在控制某一器官生育的同时，应注意这项措施对其他器官的影响。三、作物的生育期、生育时期和物候期作物的生育期作物生育期的概念作物从播种到收获的整个生长发育所需时间为作物的大田生育期，以天数表示。其准确计算方法应当是从籽实出苗到作物成熟或收获的天数。作物生育期的长短作物生育期长短主要是由作物的遗传性和所处的环境条件决定的。作物生育期与产量早熟品种单株生产力低，晚熟品种单株生产力高。作物的生育时期在作物的一生中，受遗传因素和环境因素的影响，在外部的形态特征和内部的生理特性上，都会发生一系列变化，根据这些变化，特别是形态特征上的显著变化，可将作物的整个生育期划分为若干个生育时期，或称若干个生育阶段稻、麦类出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期玉米出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、吐丝期、成熟期豆类出苗期、分枝期、开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期棉花出苗期、现蕾期、花钤期、吐絮期。油莱出苗期、现蕾抽薹期、开花期、成热期小麦生育时期作物的物候期作物生育时期是根据其起止的物候期确定的。所谓物候期是指作物生长发育在一定外界条件下所表现出的形态特征，人为制定的一具体标准。水稻出苗：不完全叶突破芽鞘，叶色转绿。分蘖：第一个分蘖露出叶鞘lcm。拔节：植株基部第一节间伸长，早稻达lcm，晚稻达2cm。孕穗：剑叶叶枕全部露出下一叶叶枕。抽穗：稻穗穗顶露出剑叶叶鞘lcm。乳熟：稻穗中部籽粒内容物充满颖壳，呈乳浆状，手压开始有硬物感觉。蜡熟：稻穗中部籽粒内容物浓黏，手压有坚硬感，无乳状物出现。成熟：谷粒变黄，米粒变硬。第二节作物的器官建成一、种子萌发1、种子的萌发分为吸胀、萌动和发芽三个阶段⑴、吸胀：种子吸收水分膨胀达饱和。⑵、萌动：吸胀到种子露白。吸水后产生一系列生理生化反应，贮藏物质水解给胚提供营养物质，促进胚的生长。胚根露出种皮，即为露白。⑶、发芽：从露白到胚根、胚芽继续生长至一定标准。如水稻种子发芽标准为：根长一粒谷，芽长半粒谷。根据作物种子在萌发过程中下胚轴伸长与否，可分为子叶出土（棉花、大豆），子叶半出土（花生），子叶不出土（蚕豆、蜿豆）。2、种子萌发的条件⑴水分：种子吸足水分后，生理作用才能逐渐开始。水稻种子需吸水风干种子的25--30%。在发芽阶段表现为：干长根，湿长芽⑵空气：有氧长根，无氧长芽⑶温度：各作物所需温度有异。如水稻种子萌发最低温度10--12℃，最适30--37℃，最高40--42℃。二、根的生长1、根系：由初生根、次生根和不定根生长演变而来。分为须根系（单子叶作物）、直根系（双子叶作物）。2、影响根生长的条件⑴土壤阻力：土壤疏松⑵土壤水分：水分适宜⑶土壤温度：适温20--30℃⑷土壤养分：趋肥性⑸土壤氧气：向氧性三、茎的生长1、作物的茎：由节和节间组成。单子叶作物的茎多为中空或为髓所充满，下部节上产生分蘖；双子叶作物的茎实心，叶腋有1-2个腋芽，可长成分枝（叶枝、果枝）。2、茎的生长：茎的增长进程表现为S形。不同作物主茎节数和株高不同：水稻10—17节，油菜30多节，棉花20多节。3、影响茎、枝、蘖生长的因素⑴种植密度：合理种植密度或较稀种植，有利于作物主茎和分枝的生长。⑵肥水管理：肥水充足适当，促进主茎和分枝的生长。⑶品种特性：分高秆品种和矮秆品种四、叶的生长1、作物的叶⑴单子叶作物的叶：⑵双子叶作物的叶：2、叶的生长从叶原基长成叶需要经过顶端生长、边缘生长和居间生长3个阶段；叶的功能期：叶从开始输出光合产物到失出输出能力所持续时间的长短。其中禾谷类作物为叶片定长到1/2叶片变黄所持续的天数；双子叶作物为叶片全展到1/2叶片变黄所持续的天数。叶面积指数：总绿叶面积/土地面积。生产上常用叶面积指数来表示群体叶面积大小。3、影响叶片生长的因素⑴温度：较高温度有利于叶片长度；较低温度有利于