1、农学概论农学概论 沈雪峰沈雪峰 副教授副教授 华南农业大学华南农业大学 农学院农学院 考考 核核 方方 法法 考试方式：考试方式：闭卷闭卷 总总 成成 绩：绩：平时和期末成绩各占平时和期末成绩各占50% 平时成绩评定标准平时成绩评定标准 1、课堂考勤课堂考勤：随机点名随机点名5次，次，1分分/次，共次，共5分分 2、随堂测验随堂测验：小型测验小型测验3次，次，8分分/次，共次，共24分分 3、课堂作业课堂作业：课后作业课后作业3次，次，7分分/次，共次，共21分分 唐湘如主编：作物栽培学。广东高等教育出版社，2014年8月 官春云主编：现代作物栽培学。高等教育出版社，2011年8月 主要教材主
2、要教材 主要参考资料主要参考资料 官春云主编：现代作物栽培学。高等教育出版社，2011年8月 曹卫星主编：作物栽培学总论。科学出版社，2006年8月 杨文钰等编：作物栽培学各论（南方本）。中国农业出版社，2003年4月 苏广达主编：作物学。广东高等教育出版社，2001年8月 刁操铨主编：作物栽培学各论(南方本)。中国农业出版社，1994年10月 第一章第一章 绪绪 论论 第二章第二章 作物分类与分布作物分类与分布 第三章第三章 作物生长与发育作物生长与发育 第四章第四章 作物与生态环境作物与生态环境 第五章第五章 水稻栽培水稻栽培 第六章第六章 花生栽培花生栽培 第七章第七章 玉米栽培玉米栽培
3、 第八章第八章 甘蔗栽培甘蔗栽培 主主 要要 内内 容容 第一章第一章 绪绪 论论 了解农学的概念 学习农学的性质 了解农学的特点 了解作物生产的地位与作用 熟悉粮食危机的解决途径 了解作物生产发展的目标 学 习 目 标 一、农学的概念一、农学的概念 广义的农学：广义的农学：即农业科学是研究农业生产理论和实践的一 门科学。包括农业基础科学、农业工程科学、农业经济科学、 农业生产科学和农业管理科学等。 第一节第一节 农学的概念和性质农学的概念和性质 农经：通过农业开发社会资源 农产：通过农业开发自然资源 动产 植产 农学农学 林业 种植业 中义的农学：中义的农学：仅指广义农学范畴中的农业生产科学
4、。 这里的农业生产指种植业、畜牧业、林业和渔业。 它所涉及的学科包括作物学、园艺学、农业资源利用学、 植物保护学、畜牧学、兽医学、林学、水产学等。 狭义的农学：狭义的农学：即研究农作物生产的一门科学，它所涉及的 学科包括作物学、园艺学、土壤学、植物营养学和植物保护学 等。研究作物形态、生理、遗传与育种、栽培技术、病虫害防 治、生产经济等。 具体指研究农作物生长发育规律、产量形成规律、品质形 成规律及其对环境条件的要求，并采取科学的技术措施实现作 物的高产、优质、高效和可持续发展。 本课程涉及的农学是狭义的农学，重点是作物学，其基本 任务是： 1、探讨作物的分类与分布； 2、研究作物的特征特性，
5、阐明其生长发育规律； 3、了解生态因子及其与产量、品质形成的相互关系； 4、介绍南方主要栽培作物及其相关的栽培技术。 二、农学的性质二、农学的性质 农学的研究对象以作物为主的种植业。因此农学的性质很 大程度上决定于种植业。概括起来有三个方面。 1、农学是以自然科学和经济社会科学为基础的一门应用学科。、农学是以自然科学和经济社会科学为基础的一门应用学科。 作物生产是人类利用植物有机体的生命活动来取得产品的 产业。 作物生长发育所需，不仅取决于劳动的社会条件：如劳动 工具、经济收入等；更取决于自然条件，如光、温、水、气、 土壤等。因此，是自然再生产和经济再生产相结合的过程。 2、农学是服务于种植业
6、的一门综合学科。、农学是服务于种植业的一门综合学科。 作物生产系统是一个作物环境社会相互交织的复 杂系统。 作物生产的高产、优质和高效通常又是矛盾的和难于协调 统一的，而且高产、优质和高效三者的主次关系也随着社会经 济的发展水平而变化。 农学学科涉及诸多学科，因此必须以系统学的观点来认识 农学和作物生产体系。 3、农学是以可持续发展为目标的一门生态科学。、农学是以可持续发展为目标的一门生态科学。 人口、粮食、能源和环境是人类发展中面临的世界性难题。 生态失衡生态失衡 环境污染环境污染 作物生产作物生产 保证粮食安全保证粮食安全 保护人类环境保护人类环境 粮食丰收粮食丰收秸秆焚烧秸秆焚烧 1、人
7、民生活资料的重要来源、人民生活资料的重要来源 人类为了生存和发展，首先必须解决吃穿问题，而解决吃穿问题主要 靠农作物生产。古人云：“一日不再食则饥，终岁不制衣则寒”，“人之情 不能无衣食，衣食之道必始于耕织”。可见，农业生产是人类生存之本、衣 食之源。 人民生活中所消费的粮食、水果、蔬菜几乎全部由作物生产提供。 目前，我国服装原料的80%来自作物生产，合成纤维仅占20%左右。 第二节第二节 作物生产的作用、特点及发展趋势作物生产的作用、特点及发展趋势 一、作物生产的地位和作用一、作物生产的地位和作用 2、工业原料的重要来源、工业原料的重要来源 40%工业原料、70%轻工业原料来源于农业生产 3
8、、出口创汇的重要物资、出口创汇的重要物资 目前，我国工业与世界先进水平还有相当大的差距，在世 界市场上的竞争力还较弱，而农副产品及其加工产品在国家总 出口额中占有较大的比重，是出口物资的重要来源之一。可见， 作物生产在农业增效和农民增收方面起着主要作用。 目前，出口的主要农产品有：大米、小麦、玉米、棉花，洋葱、葱类 加工品，大蒜、蒜类加工品，辣椒、辣椒加工品，芋头、西兰花、花生、花 生加工品、谷籽加工品等。主要针对亚洲国家，日本较多。 进口包括蔬菜、食糖、植物油等。 4、农业的基础产业、农业的基础产业 农业由种植业、畜牧业、林业和渔业组成。而畜牧业和渔 业的发展极大程度上依赖于种植业（即作物生
9、产）的发展。我 国种植业占的比重最大，是农业的基础。虽然近年来由于养殖 业（畜牧业和渔业）的发展，种植业在农业中的比重有所下降， 但是由于我国人口压力大、口粮任务重，加上养殖业的发展在 很大程度上依赖于作物生产业提供的饲料，因此我国种植业在 农业中的比重及其基础地位是不会动摇的。 5、农业现代化的组成部分、农业现代化的组成部分 实现农业现代化是我国社会主义现代化的重要内容和标志， 是体现一个国家社会经济发展水平和综合国力的重要指标。作 物生产业是农业的基础，没有现代化的作物生产，就没有现代 化的农业和现代化的农村。作物生产的现代化、科学化和产业 化是农业现代化的核心内容和重要标志。 二、作物生
10、产的特点二、作物生产的特点 作物生产以土地为基本生产资料，受自然条件的影响较大， 生产周期长，与其他社会物质生长相比，具有以下鲜明的特点： 作物生产系统：由“作物 环境技术”子系统构成的 多层次开放性农田生态系统。 1、系统的复杂性、系统的复杂性 2、技术的实用性、技术的实用性 农学是把自然科学及农业科学的基础理论转化为实际生产技术和生产力 的科学。它主要研究解决作物生产中的实际生产问题，所研究形成的技术必 须具有适用性和可操作性，力争做到简便易行、省时省工、经济安全。 3、生产的连续性、生产的连续性 农业生产是一个长期的周年性社会产业。上一茬作物与下一茬作物，上 一年生产与下一年生产，上一个
11、生产周期与下一个生产周期，都是紧密相连 和互相制约的。 4、生长的规律性、生长的规律性 不同作物种类具有不同的个体生命周期，如水稻、玉米和 棉花等一年生，冬小麦、油菜为二年生作物； 作物个体的生命周期有一定的阶段性变化，是一个有序的 生长发育过程，需要特定的环境条件，如水稻的短日高温特性 就是一个典型的例子； 作物的生长发育的各个阶段是紧密衔接的过程，既不能停 顿中断，又不能颠倒重来，因而具有不可逆性。 5、明显的季节性、明显的季节性 一年四季的光、热、水等自然资源的状况是不同的，所以 作物生产不可避免地受到季节的强烈影响。由于作物的季节性 很强，生产上误了农时，轻则减产，重则颗粒无收。因此，
12、必 须合理掌握农时季节，使作物的高效生长期与最佳环境条件同 步。 6、严格的地域性、严格的地域性 地区不同，其纬度、地形、地貌、气候、土壤、水利等自然条件不同， 其社会经济、生产条件、技术水平等亦不同，从而构成了作物生产的地域性。 橘生淮南则为橘，橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。生于淮北则为枳。 三、三、作物生产的发展趋势作物生产的发展趋势 1、生产率目标、生产率目标 作物生产的中心任务仍是提高耕地的生产力。农作物产量 的提高可来自两个途径：一是通过改善和提高作物的管理水平 以及选用抗虫、抗病和抗各种不良环境的品种，从而缩小现实 产量与潜在产量的差距 二是通过遗传改良提高作物的产量潜力。 利用
13、常规育种、株型改良、杂种优势利用、生物技术等方法可 提高产量潜力。 （一）作物生产发展的目标 今后的农作物生产必须建立在可持续发展的基础上，在提 高生产率的同时，要保护、改善和合理利用农业环境和资源。 要继续发展良种、化肥、灌溉和农药等行之有效的技术，但这 些技术必须根据持续性目标进行改进，并开发出新的高产、优 质、高效综合技术。 2、可持续性目标、可持续性目标 20世纪90年代初，一些营养学家发现，在以往作物品种改 良中没有同步改善营养价值，致使许多品种产量很高，但微量 元素含量很低，这些高产作物品种的推广，取代或减少了那些 富含铁和其他微量营养的传统作物或品种，致使世界上40%以 上的人口
14、已受到微量元素缺乏的影响。今后农作物生产应全面 实现产品安全、环境安全和营养安全。 3、营养安全目标、营养安全目标 像其他经济活动一样，作物生产必须服从本身内在的经济 规律和市场规律，做到生态、技术、经济上的统一，形成效益 型的生产结构。在稳定粮食的基础上，通过调整农业结构，发 展多元化生产，推广应用简化轻型栽培技术等提高作物生产的 效益。 4、经济高效目标、经济高效目标 1、建设高产农田建设高产农田 （二）作物生产发展的途径 低产田约占总耕地面积的21.5%。 中产田约占总耕地面积的57.0%。 高产田约占总耕地面积的21.5%。 提高复种指数。 提高复种指数的潜力主要在自然条件较好的南方。
15、具体途径为：开发 晚秋及冬季农业，发展冬闲田的种植业，在南方丘陵地区，发展旱地多熟制 种植及再生稻。 2、改革耕作制度、改革耕作制度 增加间套作面积。 间、套作是提高复种指数、增产稳产的有效方法。近几年，北方冬小 麦与玉米、花生、大豆等的套作发展迅速，在一年一熟麦区和一年一熟玉米 区，实行小麦间作玉米也已获得成功。 育种技术高新化。 第一，杂种优势利用。 第二，杂交育种。 第三，生物技术育种。 3、普及优良品种、普及优良品种 育种目标多样化。 第一，高产育种。 第二，品质育种。 第三，抗性育种。 第四，抗逆育种。 种子产业化 。 种子产业化工程是种子科研、生产、加工、销售、使用各个环节有机 联
16、系、相互促进、共同发展的一项系统工程。 （1）作物信息技术 20世纪90年代以来，作物信息技术快速发展和应用，显著提高了作物 生产的综合效益和生产水平。作物生产受土地、气候、技术和作物等多方面 的影响，表现为时空变异大、经验性和地域性强，定量化和规范化程度低。 计算机和信息技术可对复杂的作物生产成分进行系统的分析和综合，实现作 物生产的科学决策。因此作物信息技术必将有助于实现作物生产的模型化、 知识化和科学化。在作物信息技术中，以3S（GIS、GPS、RS）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。 4、发展先进适用技术、发展先
17、进适用技术 目前，我国的作物生产已由产量型向产量、质量、效益并 重型发展。作物生产除继续发展高产栽培技术外，还应加强优 质、高效栽培技术的研究与应用。 主要包括优化施肥技术、简化轻型栽培技术、设施栽培技 术、机械化配套栽培技术、优质专用农产品的生产技术，化学 调控技术，这些技术将逐步走向标准化、机械化、安全化和智 能化。 （2）优质高产高效技术 未来的作物生产日益注重人类、生物、环境的协调发展， 以较少的投入得到最大的产出以及质和量的统一，以获取最大 的社会效益、经济效益和生态效益。可持续生产技术要求对作 物的病、虫、杂草进行综合管理，并通过生物农药进而替代化 学农药，或推广低毒高效农药，避免
18、农药污染；通过有机肥与 无机肥的最佳配合，减少化肥污染，生产清洁安全的食品。还 包括节水灌溉技术、安全施肥及用药技术、秸秆还田技术等。 （3）可持续生产技术 四、我国作物生产发展的成就与面临的问题四、我国作物生产发展的成就与面临的问题 1、扭转了粮、棉、油等主要农产品供给长期短缺的局面 20002007年与19491953年相比，小麦和玉米分别增加了6.3倍和 5.9倍，棉花增加了3.9倍，油料作物增加了4.8倍，糖类和烤烟作物增加了10 倍以上。但同期的作物播种面积仅增加了4%。其中小麦单产增加了3.9倍， 玉米增加了2.6倍，稻谷增加了1.6倍，大豆和薯类增加了1倍左右。棉花增 产2.6倍
19、，油料增加1.2倍。 解放以来，作物生产的迅速发展，与农业科技的进步和作物生产条件的 改善有密切关系。主要是作物品种的改良、间套作多熟制种植技术、作物栽 培技术的发展、病虫害防治技术和作物生产条件的改善等。 （一）作物发展的主要成就 据研究，人均粮食占有量300 kg/年为温饱水平的低限，400 kg/年可算 是温饱略有剩余，500 kg/年以上才算是充足富裕的水平。 我国人均粮食占有量的变化情况大致可分为四个阶段：第一阶段是 19491958年快速增长期，1949年209 kg，1958年超过300 kg。第二阶段 是19591977年滑坡恢复期，19591969年，人均粮食占有量直线下降，
20、 1960年仅为217 kg，以后逐年增加，但速度缓慢，到1974年才将近1958年 水平。第三阶段是19771984年快速增长期，从1977年297 kg增加到1984 年390 kg。第四阶段是维持徘徊期，1984年至今，一直徘徊在350400 kg 之间。进入新世纪后，基本稳定在375 kg以上。 发达国家人均粮食占有量为750 kg，发展中国家为250 kg。 2、粮食增长快于人口增长，温饱问题基本得到解决 虽然与世界水平相比，中国农业大部分指标值处于中下水平，但少数 指标已达到世界先进水平。 例如，化肥施用量10.2 kg/亩、农机动力20 HP/100亩、粮食单产240.5 kg/
21、亩，均比世界平均水平（7.8、11、152.3）高。 3、现代工业技术和生物技术武装农业取得显著成绩 （1）我国耕地逐年减少，开发难度大。 建国初期，我国人均耕地2.7亩，1989年为1.3亩，2005年为1.176亩。 远远低于世界平均水平（4.2亩）。 全国宜农荒地5.7亿亩，主要分布于新疆、黑龙江等边远地区，开发难 度大。 （二）作物生产发展面临的问题 1、人多耕地少，人口压力大 不考虑人均消费量增长，单就满足人均400 kg的基本温饱需求，到本 世纪中叶也将达到6.4亿吨。通过对饮食结构基本一致的大陆和台湾消费结 构进行比较发现，目前大陆人均粮食直接消费量比台湾高136 kg，而动物性
22、 食品消费量要低50 kg。而要生产50 kg的动物性食物，至少需要消耗饲料粮 250 kg，因此，如果到21世纪中页大陆人均食物消费水平达到台湾现在水平 时，每人每年就需要多114 kg粮食，届时我国的粮食总需求量就将达到8.2 亿吨以上，也就是说未来4050年间粮食的增长速度要基本达到1949 1958年的增长速度。显然，没有可靠的有效措施，很难实现这一目标。 （2）人口压力最突出的问题是造成粮食需求危机 主要表现在：（1）小农经营（一家一户为主）；（2）粮食商品率低 （仅35%）；（3）农用动力中，人畜力占2/3。 2、农业经营规模小，设备差，农业经济落后 东部沿海地区经济发达，农民收入
23、相对较高；中部为主要商品粮基地， 但经济不发达；西部自然条件差，农村经济落后。 3、农村经济地区差异大 全国每年受灾面积达2亿亩。华北西北缺水，西南光照较差，长城以北 热量不足。 4、资源分布不均匀，自然灾害频繁 美国世界观察研究所 Lester R. Brown 1994年提出：“由 谁养活中国”？ 据他预测，中国到2030年人口达到16亿高峰的 时候，需进口粮食2亿4亿t，超过世界粮食的贸易量，届时中 国不仅自己挨饿，还将使世界挨饿。 第三节第三节 作物生产与粮食危机作物生产与粮食危机 背景背景 基础设施条件较差； 抗御自然灾害的能力比较薄弱； 农户生产规模小而且经营分散； 容易加剧粮食供
24、应的波动； 生产成本迅速上升； 资源分配上存在不利于粮食生产的倾向。 一、中国粮食安全前景一、中国粮食安全前景 1、中国粮食发展面临的困难、中国粮食发展面临的困难 到2030年，中国的粮食需求总量不会超过6.4亿t，人均粮 食消费量不会超过400 kg。主要理由： （1）不能简单地将西方的食物结构套用于中国。 （2）不能认为未来中国的人均粮食消费量会随着人均收人的提高和城市 化的发展而增加。 （3）中国在今后相当长时期内，畜产品的供给仍将主要依赖农户散养， 这种生产方式比工厂化生产能更多地使用劳动力和其他饲料，因此，饲料粮 消耗比通常估计的要少。 2、中国人必须也能够养活自已、中国人必须也能够
25、养活自已 耕地资源。FAO称，人均耕地的危险点是0.795亩/人。目前我国已有 1/3省份不足1亩，上海、福建、浙江和广东接近或低于联合国规定的危险点。 二、二、粮食危机的解决途径粮食危机的解决途径 1、保护和合理利用农业资源、保护和合理利用农业资源 我国是一个淡水资源紧缺的国家，人均占有量为2627 m3，亩耕地水资 源1378 m3，分别为世界平均水平的1/5和1/3。据统计，我国每年有7亿亩农 田受到旱灾，北方旱灾面积每年都有2 4亿亩，其中成灾面积1亿亩左右。 水资源水资源 2、提高单位面积产量、提高单位面积产量 提高复种指数。 复种指数指某一地区耕地在一年内被反复利用的频度。即耕地复
26、种指 数（%）=（全年作物收获总面积/耕地面积）100%。 目前，复种指数为156%左右，理论值198%，潜力42%，浙江省复种 指数最高达254%。复种指数每提高1%，播种面积可增加10万hm2。 提高复种指数的途径是多熟种植，如开发冬季农业，发展冬闲田的种 植业；发展多熟种植；增加间套作面积等。 提高作物单产 增加作物单产的途径主要包括以下几方面 （1）建设高产农田 包括分期改造低产田、改良中产田、建设高产田。 （2）培育高产品种，提高土地光能利用率 实现途径：杂交育种、生物技术育种、种子产业化。 （3）提高作物栽培技术 如节水灌溉技术、优化施肥技术、设施栽培技术等。 3、减少产后损失减少
27、产后损失 国家粮食局最新统计，每年粮食产后损失（储粮、储藏、 运输、加工等环节）浪费超过1000亿斤，占粮食总产量的9%以 上，相当于1.5亿亩良田的产量。 4、调整粮食发展战略、调整粮食发展战略 由“粮食经济作物”二元结构转向“粮食经济作 物饲料作物”三元结构，建立新型的作物种植制度，发展 高产、优质的饲料作物，变“人畜共粮”为“人畜分粮”，提 高粮食作物的综合利用效益。 利用微生物发酵工业生产单细胞蛋白 5、开发新的食物源、开发新的食物源 这已是国际科技界公认的解决 蛋白质匮乏途径。据测算，用世界石 油年产量的2%，就能生产出20亿人 口一年所需的单细胞蛋白质。我国每 年有农作物秸秆5亿吨左右，如果 20%的秸秆通过微生物发酵变为饲料， 则可获得相当于4000万吨的饲料。 开发海洋食物资源 海洋是巨大的生物宝库，例如， 可加工成人类食物的近海领域自然生 长藻类植物，年产量相当于目前世界 小麦总产量的16倍以上。另外，利用 浅海，发展海水养殖业，也具有广阔 的前景。 6、立足自给，适当进口、立足自给，适当进口 【复习思考题】 1、什么是农学？农学的性质和特点是什么？ 2、试述作物生产的地位和作用。 3、了解世界和我国作物生产的概况。 4、粮食危机的解决途径有哪些。
