1、第一章 绪 论Chapter 1 Introduction第一节 农学的定义与农业的特点农业就是人类根据自然环境条件和农业就是人类根据自然环境条件和农事季节，通过生物农事季节，通过生物( (包括植物、动物和包括植物、动物和微生物微生物) )直接或间接将日光能转变为化学直接或间接将日光能转变为化学能、将无机物变为有机物的生产事业。能、将无机物变为有机物的生产事业。1. 农业的概念一、农业的概念与内涵一、农业的概念与内涵 厂房 原料 机器 产品 大自然 自然资源 生物 生物 利用生物的生命活动从农业自然资源中转化出人类所需要的各种农畜产品，包括吃、穿、用、住、烧的各种物质。自然再生产与经济再生产相
2、结自然再生产与经济再生产相结合的过程。合的过程。中义的农业中义的农业农业产业农业产业2. 2. 农业的内涵农业的内涵 农业概念的三个层次：农业概念的三个层次：狭义的农业狭义的农业农业生产业农业生产业广义的农业广义的农业农业产业农业产业农业服务部门农业服务部门农业生产业：农业生产业：种植业、养殖业种植业、养殖业农业产业：农业产业：种植业、养殖业、农业工业、农产品种植业、养殖业、农业工业、农产品加工业、农产品及其加工产品的商业加工业、农产品及其加工产品的商业农业服务部门：农业服务部门：农业行政管理、农业科研、农业农业行政管理、农业科研、农业教育、农村建设、农业金融等教育、农村建设、农业金融等 就是
3、人类利用绿色植物的就是人类利用绿色植物的光合作用光合作用，把把太阳能最大限度地转化成有机化学潜能，并使太阳能最大限度地转化成有机化学潜能，并使其中一部分产物经过动物转化为畜禽产品，而其中一部分产物经过动物转化为畜禽产品，而将其排泄废物返回农业环境进行分解还原的一将其排泄废物返回农业环境进行分解还原的一系列物质循环和能量转化的生物学综合过程。系列物质循环和能量转化的生物学综合过程。3.农业生产的本质以绿色植物为生产对象的种植业称为初级以绿色植物为生产对象的种植业称为初级生产，是农业生产的生产，是农业生产的第一车间。第一车间。 初级生物量一部分被人类利用，另一部分（初级生物量一部分被人类利用，另一
4、部分（谷物、糠麸、秸秆和加工副产物）进入养殖业，谷物、糠麸、秸秆和加工副产物）进入养殖业，形成动物生产量，称为次级生产，即农业生产的形成动物生产量，称为次级生产，即农业生产的第二车间。第二车间。 植物和动物生产量的废弃部分以及排泄物、植物和动物生产量的废弃部分以及排泄物、死体等在微生物的作用下分解，再为植物利用，死体等在微生物的作用下分解，再为植物利用，是农业生产的是农业生产的第三车间。第三车间。农业生产的三个车间 广义的农学广义的农学农业科学农业科学 中义的农学中义的农学农业生产科学农业生产科学狭义的农学狭义的农学作物生产科学、作物学作物生产科学、作物学二、农学的定义 在我国在我国汉书汉书食
5、货志食货志中给农业的定义性中给农业的定义性解释是解释是“辟土植谷曰农辟土植谷曰农”，即耕作和栽培为农，即耕作和栽培为农业。业。 英语英语agriculture，来自拉丁语，来自拉丁语 agricultura，其中：其中：Agri 是田地（是田地（field）的意思，的意思，Cultura 是栽培耕作（是栽培耕作（cultivation）的意思。的意思。 虽然作物学知识的积累可以追溯到农业虽然作物学知识的积累可以追溯到农业起源之初，文献记载在我国也有几千年的历起源之初，文献记载在我国也有几千年的历史，但作物学作为一门较完整的学科诞生至史，但作物学作为一门较完整的学科诞生至今只有不足今只有不足20
6、0200年的历史。年的历史。 一般认为，英国的一般认为，英国的泰尔（泰尔（A. B. ThaerA. B. Thaer）是倡导把作物学作为一门学科的始祖。是倡导把作物学作为一门学科的始祖。 与欧美发达国家相比，中国在人均土地资源、与欧美发达国家相比，中国在人均土地资源、种植制度和生产经营等方面存在巨大差异，形成种植制度和生产经营等方面存在巨大差异，形成了具有中国特点的作物科学与技术体系。了具有中国特点的作物科学与技术体系。 1. 1. 农业生产过程必须受生物学规律支配农业生产过程必须受生物学规律支配 生物在农业生产中的特点是：有机生物在农业生产中的特点是：有机体本身既是生产工具又是农业产品。体
7、本身既是生产工具又是农业产品。 有机体的生长发育过程就是农产品有机体的生长发育过程就是农产品的生产过程。动植物的生命活动进行得的生产过程。动植物的生命活动进行得是否旺盛，既决定于其本身的遗传特性，是否旺盛，既决定于其本身的遗传特性，也受其生活环境条件的深刻影响。也受其生活环境条件的深刻影响。三、农业生产的特点 2.2.农业生产具有地域性和季节性。农业生产具有地域性和季节性。 植物生活的基本条件光、热量、水分、植物生活的基本条件光、热量、水分、养料和空气等随地理纬度、海拔高度以及养料和空气等随地理纬度、海拔高度以及季节而有不同，因而生长在不同地区和季季节而有不同，因而生长在不同地区和季节的绿色植
8、物及依赖绿色植物为生的动物节的绿色植物及依赖绿色植物为生的动物也是不同的。也是不同的。 农业生产必须因地制宜，不违农时。农业生产必须因地制宜，不违农时。生物都有生活周期及不同的生长发育生物都有生活周期及不同的生长发育时期，前一个时期的生长发育是后一个时时期，前一个时期的生长发育是后一个时期的基础，期的基础，不能任意中断。不能任意中断。 农业技术措施既要符合动植物当时生农业技术措施既要符合动植物当时生长发育的要求，又要为以后的生长发育创长发育的要求，又要为以后的生长发育创造有利条件。造有利条件。 农业土地的利用也必须用养结合。农业土地的利用也必须用养结合。3. 3. 农业生产具有连续性农业生产具
9、有连续性4 . 4 . 农业生产具有综合性复杂性农业生产具有综合性复杂性生物产量光合作用光合作用非籽粒产量非籽粒产量籽粒产量籽粒产量蛋白蛋白脂肪脂肪生态条件生态条件经经济济系系数数栽培技术栽培技术耕作技术耕作技术施肥技术施肥技术栽培模式栽培模式防治技术防治技术灌溉技术灌溉技术土水温光淀粉淀粉作物生产系统多学科应用Agricultureisthoughttohaveemergedindependentlyindifferentregionsoftheworld.1.FertileCrescent2.China3.Mesoamerica4.AndesandAmazoniaIncas5.Easter
10、nUnitedStates1.TheoriginandDevelopmentofAgriculture1. 农业起源与发展农业起源与发展Independent Origins of AgricultureThe Fertile CrescentSource: Durant,Our Oriental Heritage.Cultivation, Hoeing, and PlowingNoteladderlikecrosspiecesonplowhandleandshaftboundtoadoubleyokeovertheoxenhorns.Source: J. N. Leonard, 1973.
11、The First Farmers.Harvesting and Handling GrainOxen threshing grain.TombofMenaatThebesca.1420BCE.Source: Darby et al., 1976.Harvest Scene1-Thereapers.2-Areaperdrinkingfromacup.3,4-Gleaner.5-Carryingtheearsinaropebasket8-Winnowing.10-Threshing.12-Drinksfromawater-skinsuspendedinatree.14-Scribewhonote
12、sdownthenumberofbushelsmeasuredfromtheheap.16-Checkstheaccountbynotingthosetakenawaytothegranary.Menengagedinspinning,andmakingasortofnetwork(top).Thehorizontalloom,orperhapsmat-making(bottom).Anoblecouple,surroundedbyfarmscenesgivethanksfortheharvestbyanointinganarrayoffruit,vegetables,bread,andmea
13、t.Source: J. N. Leonard, 1973. The First Farmers.Code ofHammurabi(1795-1750 BCE)The Laws of Hammurabi A Sampling of Laws Relating to Agriculture64-Ifamangiveshisorchardtoagardenertopollinate(thedatepalms),aslongasthegardenerisinpossessionoftheorchard,heshallgivetotheowneroftheorchardtwothirdsoftheyi
14、eldoftheorchard,andhehimselfshalltakeonethird.65-Ifthegardenerdoesnotpollinatethe(datepalmsinthe)orchardandthusdiminishestheyield,thegardenershallmeasureanddeliverayieldfortheorchardtotheowneroftheorchardinaccordancewithhisneighborsyield. 在世界古代文明中，最使我们炎黄子孙引以自豪的，是中国的传统农业曾长期领先于世界其他文明古国。2.中国古代农业神农执耜s距今
15、距今7000年的浙江余姚河姆渡遗址年的浙江余姚河姆渡遗址（发掘出稻谷和家养牲畜）（发掘出稻谷和家养牲畜）河南贾湖古稻河南贾湖古稻距今约距今约9000-7800年年贾湖稻谷加工工具贾湖稻谷加工工具中国科技大学张居中教授，中国科技大学张居中教授，Nature报道报道七千年前的炭化稻粒新石器时代的小麦新石器时代的小麦战国时期的大豆战国时期的大豆 由于我们的祖先创造了一整套独特的精由于我们的祖先创造了一整套独特的精耕细作、用地养地的技术体系，才使中国传耕细作、用地养地的技术体系，才使中国传统农业历经数千年而长盛不衰。统农业历经数千年而长盛不衰。 其中的精华部分，其中的精华部分，至今仍是世界现代农至今仍
16、是世界现代农业发展值得借鉴和发业发展值得借鉴和发扬的要素。扬的要素。耘田耘田中国传统农业何以历经数千年而长盛不衰？中国传统农业何以历经数千年而长盛不衰？中国古代农业的四大发明作物育种物候历法水利工程传统农具我国古代农业的精华（一）物候历法1. 历法 以日月、天文变化规律定时黄帝尧舜 甲骨文 夏代 战国迎日推策 天干地支法 夏时 二十四节气2. 物候（历） 根据生物变化规律确定的记时体系家燕(玄鸟） 伯劳春来秋去 夏鸣冬止（二）水利工程大禹治水 疏川导滞西门豹 引漳十二渠李冰 都江堰 京杭大运河历经历经20002000余年而不衰，余年而不衰，是世界水利工程史上的一个最辉煌的奇迹是世界水利工程史上
17、的一个最辉煌的奇迹都江堰工程（无坝引水工程）都江堰工程（无坝引水工程）（三）传统农具耒耜（lei si）木石犁青铜犁铁犁神农执耜画像石（山东嘉祥县武梁祠出土）（山东嘉祥县武梁祠出土）新石器时代的石制农具新石器时代的木柄骨耜（浙江余姚河姆渡出土）商周时期的青铜制农具汉代铁制农具（四）育种技术五谷丰登，六畜兴旺五谷丰登，六畜兴旺 动植物驯化选育五谷：五谷：黍、稷、菽（豆）、麦、稻或麻黍、稷、菽（豆）、麦、稻或麻六畜：六畜：马、牛、羊、鸡、犬、豕（猪）马、牛、羊、鸡、犬、豕（猪）春秋时期伯乐相马夏商周时期 家畜繁育技术春秋时期：诗经中出现“嘉种”的概念秦汉时期：氾胜之书记录“穗选法”取禾种，择高大者
18、，斩一节下，把悬高燥处，苗则不败。 后稷曰：子能以洼为原乎？子能藏其恶而揖之以阴乎？子能使吾后稷曰：子能以洼为原乎？子能藏其恶而揖之以阴乎？子能使吾土靖而甽浴土乎？子能使保湿安地而处乎？子能使雚夷毋淫乎？土靖而甽浴土乎？子能使保湿安地而处乎？子能使雚夷毋淫乎？子能使子之野尽为泠风乎？子能使藁数节而茎坚乎？子能使穗大子能使子之野尽为泠风乎？子能使藁数节而茎坚乎？子能使穗大而坚均乎？子能使粟圜而薄糠乎？子能使米多沃而食之强乎？而坚均乎？子能使粟圜而薄糠乎？子能使米多沃而食之强乎？ (1) (1) 你能把洼地作成高垄吗你能把洼地作成高垄吗? ? (2) (2) 你能消除土壤毒素且使土壤保持湿润吗你能
19、消除土壤毒素且使土壤保持湿润吗? ? (3) (3) 你能使土壤洁净而用沟洫排水吗你能使土壤洁净而用沟洫排水吗? ? (4) (4) 你能使土壤保墒而不流失吗你能使土壤保墒而不流失吗? ? (5) (5) 你能使杂草不蔓延为害吗你能使杂草不蔓延为害吗? ? (6) (6) 你能使农田通风良好吗你能使农田通风良好吗? ? (7) (7) 你能使庄稼节多而茎秆坚壮吗你能使庄稼节多而茎秆坚壮吗? ? (8) (8) 你能使庄稼穗大且结实好吗你能使庄稼穗大且结实好吗? ? (9) (9) 你能使籽粒饱满又糠少皮薄吗你能使籽粒饱满又糠少皮薄吗? ? (10) (10) 你能使米粒营养高食味好吗你能使米粒
20、营养高食味好吗? ?吕氏春秋吕氏春秋中中“任地任地”篇开头提出的篇开头提出的1010个问题：个问题：春秋战国时期春秋战国时期( (公元前公元前239239年年) )淮南子，淮南王刘安淮南子，淮南王刘安 西汉时期西汉时期 ( (公元前公元前139)139)土壤耕作原理土壤耕作原理二十四个节气二十四个节气 齐明要术，北魏，齐明要术，北魏，630-640，贾思勰，贾思勰xi著著总结总结500500多年的多年的作物生产经验作物生产经验陈旉陈旉f农书，宋，农书，宋，11491149地力常壮新地力常壮新王祯农书，元，王祯农书，元，13131313总结南北农业技术总结南北农业技术大田作物生产过程大田作物生产
21、过程 农器图谱农器图谱 农政全书，明，农政全书，明，1639徐光启徐光启 汇集前人的农业技术成果，汇集前人的农业技术成果，吸收西方农业科学知识，结合自吸收西方农业科学知识，结合自己所做的农业试验，己所做的农业试验，综合而成的综合而成的一部农学巨著。一部农学巨著。 作物生产是人类最重要的生产活动，维系作物生产是人类最重要的生产活动，维系着人类最基本的生活需求，是至关重要的领域。着人类最基本的生活需求，是至关重要的领域。生态环境生态环境工业原料供应工业原料供应作物生产作物生产的重要性的重要性国际贸易国际贸易一、作物生产概况一、作物生产概况1975年：世界人口为37亿，世界耕地面积为15.07108
22、hm2(226.05亿亩)。2015年:世界人口为72.5亿，我国13.5亿，占18.6%，居第一位。世界耕地面积14.02108hm2(210.30亿亩)，我国耕地面积为1.35108hm2(20.25亿亩)，占9.63%，居第四位(人均耕地面积第126位)。中国以世界近10%的耕地生产世界近20%的人口所需的农产品。中国农产品进出口贸易中国农产品进出口贸易2015年1至12月，中国农产品进出口总额为1,861.0亿美元。其中出口701.8亿美元，进口1,159.2亿美元，贸易逆差457.4亿美元。中国农产品进出口贸易（分洲）中国农产品进出口贸易（分洲）中国农作物产品进出口贸易中国农作物产品
23、进出口贸易谷物谷物1-12月，谷物共进口3271.5万吨，同比增67.6%，进口额94.0亿美元，同比增51.1%。出口53.3万吨，同比减30.8%；出口额4.4亿美元，同比减25.9%；净进口3218.2万吨，同比增71.7%。小麦：进口300.7万吨，同比增0.1%。出口12.2万吨，同比减35.8%。玉米：进口473.0万吨，同比增82.0%。出口1.1万吨，同比减44.6%。大米：进口337.7万吨，同比增30.9%。出口28.7万吨，同比减31.5%。大麦：进口1073.2万吨，同比增98.3%。高粱：进口1070.0万吨，同比增85.3%。大豆大豆我国进口量最大的农作物2015年
24、我国进口大豆8169万吨，比上一年增加1029万吨。国产大豆总产量约为1200万吨。原因一：我国植物油需求量巨大，大豆压榨产能快速提高。原因二：蛋白粕需求增长。我国养殖行业配合饲料中蛋白粕的比例为20%，对蛋白粕饲料需求量大。 世界主要农作物： 种植面积排在前10位的是小麦、稻谷、玉米、大豆、大麦、高粱、棉花、小米、油菜籽、花生、葵花籽。 总产量（不包括根茎类）排在前9位的是玉米、稻谷、小麦、大豆、大麦、籽棉、高粱、油菜、花生。世界主要农作物种植面积与产量（2005）作物产量面积作物产量面积作物产量面积玉米709,366146,156其他谷类24,92213,528籽棉63,14636,172
25、稻谷628,198153,022大豆212,57795,152麻类3,1131,552小麦622,561245,743油菜籽49,47728,261甘蔗1,267,21119,932大麦138,07856,172花生37,17324,481甜菜250,8845,457高粱59,19843,707葵花籽30,35324,408马铃薯320,12821,552小米30,23335,180芝麻3,2118,040木薯209,42918176燕麦23,88211,430棕榈仁4,29812,655甘薯121,86413,148黑麦15,1977,156其他油籽6,0324,802烟叶5,8603,42
26、8*产量1000t，面积1000hm2中国主要农作物生产面积与产量（2005）作物面积（khm2)产量（kt)单产(kg/hm2)作物面积（khm2)产量（kt)单产(kg/hm2)稻谷288471805926260花生4663143423076小麦22792974454275向日葵102019281889玉米263581393655287芝麻5936251054大麦83134444145胡麻398362911高粱57025464467苎麻1322772099薯类9503346803649亚麻1586954405大豆9591163481705甘蔗13548663863968棉花50625714
27、1129甜菜210788137511油菜7279130521793烟叶136326831969*引自中国种植业信息网农作物数据库http:/ 稻谷30213.26892.520824.5小麦24141.35392.713018.72、豆类8851.61794.01588.03、薯类8840.03767.13330.1 在现代农业生产及科学技术条件下，作物生在现代农业生产及科学技术条件下，作物生产正面临着新的历史发展机遇。产正面临着新的历史发展机遇。 二、作物生产的发展前景二、作物生产的发展前景（一）（一）优质高产栽培优质高产栽培 在有限的资源条件下，进一步大幅度提高在有限的资源条件下，进一步大
28、幅度提高单产，生产出安全优质的粮食来满足日益增长单产，生产出安全优质的粮食来满足日益增长的人口需求。的人口需求。 解决优质和高产的解决优质和高产的统一问题，研究影响品统一问题，研究影响品质的各种因素及其机理。质的各种因素及其机理。（二）省工、省力、节本、持续高效栽培（二）省工、省力、节本、持续高效栽培v 作物需水规律作物需水规律v 抗旱生理机制抗旱生理机制v 节水耕作方法节水耕作方法v 节水供水技术节水供水技术1 1、抗旱节水栽培、抗旱节水栽培v 秸秆铺覆还田秸秆铺覆还田v 播种移栽的机械技术；播种移栽的机械技术；v 少免耕的应用条件少免耕的应用条件v 少免耕对土壤结构、肥力、抗侵蚀性能的影响
29、少免耕对土壤结构、肥力、抗侵蚀性能的影响v 少免耕对作物的影响及栽培配套技术少免耕对作物的影响及栽培配套技术2 2少免耕与节能和环境保护技术少免耕与节能和环境保护技术（1 1）开发定向诱导调控和无污染的新型调控剂）开发定向诱导调控和无污染的新型调控剂（2 2）研究安全、节量、稳定，高效和防止污染）研究安全、节量、稳定，高效和防止污染的使用技术的使用技术（3 3）化控精确栽培技术体系）化控精确栽培技术体系 3 3化学控制技术化学控制技术1)1) 作物需肥规律、作物需肥规律、2)2) 土壤供肥规律和肥料利用效率土壤供肥规律和肥料利用效率3)3) 不同田块的肥料配比、施肥方法不同田块的肥料配比、施肥
30、方法4)4) 缓释缓释（控释控释）肥、菌肥、药肥的应用技术肥、菌肥、药肥的应用技术 4 4、定量施肥技术、定量施肥技术（1）高产、低成本的机械化栽培技术体系）高产、低成本的机械化栽培技术体系（2）开发能满足高产栽培技术要求的适用农机具）开发能满足高产栽培技术要求的适用农机具（3）配套农艺技术及指标化、规范化作业流程）配套农艺技术及指标化、规范化作业流程5 5作物机械化优质高产栽培技术作物机械化优质高产栽培技术MechanizedRice Production机播马铃薯精确农业支持系统精确农业支持系统(3s+(3s+机械装备技术机械装备技术) )无公害病、虫、草综合防治技术无公害病、虫、草综合防
31、治技术无公害栽培标准化的研究无公害栽培标准化的研究环境与品质检验监测技术体系环境与品质检验监测技术体系（三）无公害农产品生产（三）无公害农产品生产1.1. 扩大覆膜栽培地区和作物种类、相关生育特点扩大覆膜栽培地区和作物种类、相关生育特点和技术和技术2.2. 防止和减轻防止和减轻“白色污染白色污染”、降低成本的措施、降低成本的措施3.3. 提高种子活力和壮苗的种子包衣加工技术提高种子活力和壮苗的种子包衣加工技术4.4. 种苗脱毒和商品化育苗等物化栽培技术种苗脱毒和商品化育苗等物化栽培技术 （四）设施栽培（四）设施栽培小拱棚小拱棚圆拱棚圆拱棚薄膜覆盖薄膜覆盖北京顺义区的蔬菜工厂（五）规范化、标准化
32、栽培技术体系（五）规范化、标准化栽培技术体系1. 1. 种子质量的标准化种子质量的标准化2. 2. 产品品质的标准化产品品质的标准化3. 3. 生产过程和栽培技术标准化生产过程和栽培技术标准化 如：双地油菜栽培技术规程如：双地油菜栽培技术规程 无公害农产品栽培技术规程无公害农产品栽培技术规程（六）信息化栽培（六）信息化栽培1. 1. 作物生产数据库及信息系统作物生产数据库及信息系统2. 2. 作物生长预测及监测系统作物生长预测及监测系统3. 3. 作物管理决策支持系统作物管理决策支持系统4. 4. 作物空间信息系统（作物空间信息系统（3S3S）5. 5. 虚拟作物和虚拟农业（可视化技术）虚拟作
33、物和虚拟农业（可视化技术）6. 6. 精确农业支持系统精确农业支持系统(3s+(3s+机械装备技术机械装备技术) )7. 7. 作物智能教学与苗情诊断系统作物智能教学与苗情诊断系统( (网上教学和网上教学和远程教学远程教学) )8. 8. 网络服务系统网络服务系统 Virtual Plant虚拟作物和虚拟农业（可视化技术）虚拟作物和虚拟农业（可视化技术）精准农业系统精准农业系统促进整个促进整个社会发展社会发展工业革命工业革命现代科学技术现代科学技术农业现代化农业现代化更丰富的农产品更丰富的农产品更好的生态环境更好的生态环境装备农业装备农业农业科学在未来农业中将发挥更大的作用农业科学在未来农业中将发挥更大的作用耕耘播种生长开花结实收获
