农学概论曹宏第一章绪言

农学概论曹宏第一章绪言

曹宏E-mail:caoh207@163.com陇东学院农林科技学院农学概论\n《农学概论》课程在我校的地位和作用《农学概论》是我校园艺专业必修课，同时也是资源环境、食品科学与工程、生物技术的推荐选修课，也是学校其他非农学专业的任意选修课。本课程是根据学校培养“地方性、复合性、应用型”人才培养目标定位而开设的。我校的学生不论学什么专业，其毕业后，不论工作在城市，还是农村，都必将与农业、农村和农民打交道。学校要求，我校学生应该学习和了解农业生产基础知识，在不同的岗位为服务“三农”，振兴中华作贡献。\n《农学概论》教材《农学概论》教材选用由杨文钰主编的面向21世纪课程教材。2002年由中国农业出版社出版。2005年该教材获得了中华农业科教基金会优秀教材奖。\n本课程安排总学时：30（3学分）其中课堂讲授学时：26实习学时：4考核方法：笔试\n1、《作物学通论》曹卫星高教出版社2001年2、《农学概论》李建民中国农业出版社1999年3、《作物栽培学各论》孙晓辉四川科技出版社2002年4、《作物育种学》张天真等中国农业出版社2003年5、《植物生理学》潘瑞炽高等教育出版社2004年主要参考书\n第一章绪论2第二章作物的起源、分类和分布2第三章作物的生长发育与产量、品质2第四章作物生产与环境条件4第五章作物种植制度4第六章作物育种与种子产业4第七章作物生产技术6第八章植物保护4第九章作物生产现代化2本课程主要内容\n第一章绪论第一节农学的定义及作物生产的地位一、农学的定义农学的定义有广义、中义和狭义三种。广义的农学指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。中义的农学指农业生产科学，包括种植业、畜牧业、林业和渔业，涉及的学科有作物学、园艺学、农业资源利用学、植物保护学、畜牧学、兽医学、林学等。狭义的农学指研究农作物生产的科学，涉及的学科包括作物学、土壤学、植物营养学和植物保护学等。\n本课程所介绍的农学（agronomy）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。即是研究作物生长发育规律、产量和品质形成规律及其对环境条件的要求，并采取合理的农业技术措施，实现作物的高产、优质、高效和生产可持续发展的一门综合性应用学科。\n二、农学的性质与特点（一）农学的性质农学是以作物为主要研究对象的学科，因此农学的性质很大程度上取决于种植业。概括起来有三个方面。1.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，与工业生产是不同的。工业生产是对原材料进行加工制作的劳动过程，其对象与条件都比较稳定，工作秩序和劳动程序都可以事先安排，只要照章操作，产量和质量都有一定的保证。而作物生产不仅取决于农业系统的社会条件，更取决于作物生产的自然环境条件，如土壤、温度、光照、水分、肥料等。因此，作物生产是与社会经济水平和农业资源环境紧密相连的应用性科学。\n2.农学是服务于种植业的一门综合学科作物生产是以高产、优质和高效为目标的。高产、优质和高效三者的主次关系也会随社会经济的发展水平而变化。可见，农学学科的研究内容不仅涉及自然因素，而且涉及了社会因素。必须以系统学的观点来认识农学和作物生产体系，综合应用和集成相关学科的研究成果，才能推动我国作物生产的发展，满足国民经济发展的要求。\n3.农学是以可持续发展为目标的一门应用生态学科人口、粮食、能源和环境是人类发展中难于解决的大问题。作物生产一方面既是人类粮食安全的基础，另一方面又要消耗资源，带来生态失衡和环境污染等问题。因此，在农学研究和作物生产发展中必须牢固树立生态平衡意识，兼顾生产力增长、资源高效利用和环境安全，实现作物生产的可持续发展。\n（二）农学的特点农业生产是以动物和植物为对象，以自然环境条件为基础，以人工调控为手段，以社会经济效益为目标的社会性产业。因此，农业生产必须注重协调生物、自然环境和人类社会这三方面的作用和关系。作物生产以土地为基本生产资料，受自然条件的影响较大，生产的周期较长，与其他社会物质生产相比，具有以下几个鲜明的特点。\n1.严格的地域性因不同地区的纬度、地形、地貌、气候、土壤、水利等自然条件不同，再加上社会经济、生产条件、技术水平和作物种类的差异，从而构成了作物生产的地域性。因此，作物生产必须根据各地的自然和社会条件，选择适合该地的作物、品种及相应的技术措施，使作物、环境、措施达到最佳配合，生产出高产优质的农产品。\n2.明显的季节性作物生产是依赖于大自然的社会产业。而一年四季的光、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，必须合理掌握农时季节，使作物的生长期与最佳环境条件同步。\n3.生长的规律性作物是有生命的生物有机体，在与生态环境相适应的长期进化中，作物生长发育过程形成了显著的季节性、有序性和周期性。首先，不同作物具有不同的个体生命周期，如水稻、玉米和棉花等为一年生，冬小麦、油菜为二年生作物。其次，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。第三，作物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。\n4.生产的连续性作物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，上一个生产周期与下一个生产周期，都是紧密相连和互相制约的。因此，农学家要有全面和长远的观点，做到前季为后季，季季为全年，今年为明年，实现持续的高产稳产。\n5.技术的实用性农学是一门应用性较强的技术科学。着重将自然科学及农业科学的基础理论转化为实际的生产技术和生产力。虽然农学也包括了一些应用基础方面的内容，如作物生长发育、产量形成和品质形成等生理生态规律，但它主要研究解决作物生产中的实际问题，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。\n6.系统的复杂性作物生产是一个有序列、有结构的复杂系统，受自然和人为的多种因素的影响和制约。它既是一个大的复杂系统，又是一个统一的综合体。因此，农学必须用整体观点和系统方法，采用多学科协作，运用多学科知识，采取综合措施，全方位研究如何处理和协调各种因素的关系，以达到高产优质高效，发挥作物生产的总体效益。\n三、作物生产的地位1、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。古人曰：“一日不再食则饥，终岁不制衣则寒”（西汉晁错），“人之情不能无衣食，衣食之道必始于耕织”《淮南子》。可见农作物生产是人类生存之本，衣食之源。因此，农业是世界上最根本的产业，称为第一产业。\n\n\n\n\n2、工业原料的重要来源目前，我国约40%工业原料、70%轻工业原料来源于农业生产。随着我国工业的发展和人民消费结构的变化，以农产品为原料的工业品产值在工业产值中的比重会有所下降，但有些轻工业，如制糖、卷烟、造纸、食品等工业的原料只能来源于农业生产，所以农产品在我国工业原料中占较大比重的局面短期内不会改变。\n3、出口创汇的重要物资目前，我国的工业产品与世界先进水平相比较还有一定差距，在世界市场上的竞争力还较弱，而农副产品及其加工品的出口额在国家总出口额中有较大的比重。从今后的发展趋势来看，农副产品及其加工品的比重会有所下降，但仍将是出口物资的重要来源之一。\n四、农学的历史在人类300万年漫长的历史过程中，农业的历史大约只有1万年。在出现农耕前的漫长岁月里，人类依赖采集和渔猎为生。当“采树木之实”远不能满足人类基本生活的需求时，为了生存，人类逐步学会驯化植物和动物，摆脱了完全依靠采集和狩猎为生的方式，开始了农业生产。在以后的漫长岁月里，农业随着生产工具、生产技术和土地利用方式的不断改进而不断发展。\n农业生产发展经历的4个阶段阶段原始农业古代农业近代农业现代农业时间约1万年前至公元前500年；历时约7500年。公元前500年至1800年；历时约2300年。始于产业革命而止于20世纪中期，历时约150余年。指第二次世界大战以来的农业。标志刀耕火种，耒耜和木、石锄的使用。冶铁技术的发明，铁制农具的问世。瓦特蒸汽机的使用。农业机械化、农业化学、生物科学、信息技术等迅速发展特点使用木石农具、砍伐农具占重要地位，生产工具简陋落后，生产水平低下，生产技术建立在直接粗浅的经验上，是一种掠夺式农业。使用铁、木农具，利用人力、畜力、水力、风力和自然肥料，主要凭借直接经验从事生产活动的农业。又常称之为传统农业。以半机械化和机械化的农机具为生产工具，形成了科学的农业生产技术体系，结束了农业自给自足的历史，开始进入了商品经济时代。依靠机械、化肥、农药、水利灌溉、生物和信息等技术，由工业部门提供大量物质和能源，主要从事商品生产的农业。\n（一）中国古代农学的成就我国农业历史悠久，素有农业古国之称。在距今10000～4000年前的新石器时代的出土文物中，已有石制和骨制的斧、铲、刀、镰、耒耜等生产用具，并发现了碳化的粟、黍、稷、稻等农作物堆积层，表明已有农耕文化的存在。在距今3000多年前的殷代甲骨文中，就有粟、黍、稷、禾、麦、菽、稻等作物名称。\n\n我国传统农业曾领先世界一千多年，对人类作出过重大贡献。正如国外一些学者评论：“欧洲人还在用木犁的时候，这里就已经使用铁犁了。”\n我国现存的古农书共有310多部，是古农书最多的国家。战国时期（公元前770～221）的《吕氏春秋》可以说是我国现存最古老的农学文献，汉代的《汜胜之书》（公元前一世纪）是最早的作物栽培专著，《齐民要术》（533～544，贾思勰）是我国和世界现存最完整的古农书，明代徐光启的《农政全书》（公元17世纪）是一部七十多万字的农学巨著，堪称我国近古农业生产的一部百科全书。\n《齐民要术》中总结出“顺天时，量地利，则用力少而成功多，任情返道，劳而无获。”的农业生产中必须遵循的基本原则，不仅对我国历代农业的发展起到了指导作用，还流传到国外，对各国作物生产和农业科学的发展产生了积极的影响。\n在《诗经·大雅·生民》中叙述了周族先祖弃从事农作（即所谓“后稷教稼”）的神话了的历史。后稷的名字叫“弃”，传说出生时母亲因他长相怪异，就抛弃了他，后来又抱回抚养，因此取名叫“弃”。弃在幼年时，就巍然而有巨人之趣。玩耍时他喜好植麻种豆，麻豆茁壮。长大成人，即热心于农耕。他因地制宜，在适合种植五谷的地方，播种收获。黎民都仿效着去耕作。尧帝得知此事，举荐为农师。因为有功，舜帝以邰（地名，即现在的杨凌示范区）作为弃的封地，号称后稷。从此，邰国成为中华农耕文明发祥之地，肇始关中之兴，惠泽华夏民族。数千年来，这里放射出遥远而灿烂的辉煌。中国农耕始祖后稷（4300年前）（后，对有成就的人的尊称；稷，一种谷类植物）\n我们站在后稷雕像前，仰望这位开辟中国农耕文明先河的不语老者，思绪滚滚：在历史的进程中，每个民族的发展都是在踏着前人的足迹前进，在不断地创新中进步，一代一代薪火相传，才成就了今天的人类文明。今天的文明，发轫于昨天，光辉的未来，肇始于今天。正是这位“农官”使中国农业从无到有，从小到大，使中国有了生存的根，发展的源，为中华民族完成了从游牧社会向农耕社会的过渡，开辟了中国农耕文化的先河，为杨凌示范区作为中国的农业绿色硅谷的今天奠定了长足发展的基础。\n4000多年前，后稷被帝舜封于“有邰国”，即现在的杨凌农业高新技术产业示范区，这里完成了中华民族从游牧向农耕的过渡。4000多年后的今天，党中央、国务院将全国唯一的农业高新技术产业示范区设立在杨凌，且就在后稷生活成长之地，要完成中国从传统农业向现代农业的过渡，实现全面小康社会，从而带领全国农业走上一条现代化的道路。\n（二）现代农学的形成虽然农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史，但农学作为一门较完整的学科诞生至今只有200年的历史。一般认为，英国的泰尔（A.B.Thaer，1752－1828年）是倡导把农学作为一门学科的始祖，他通过在自营农场的研究和实践，明确提出农业是否合理决定于地力能否维持，要维持地力，农业的各部门间就必须确立一个可循环的均衡结构。他在《合理农业的原理》（1815年）一书中，提倡把传统的一年一熟的轮作休闲制度，改为复种轮作制度来发展饲料生产和畜牧业，为农田提供厩肥、保证作物养分的供给。\n19世纪中期，由于施旺的细胞学说（1839）、李比希的矿质营养学说（1840）、达尔文的进化论（1859）和孟德尔发现的遗传规律（1865）等对近代科学的贡献，使生物科学进入了崭新的时代，为农学正式成为一门学科奠定了基础。\n\n第二节作物生产概况及发展趋势一、作物生产概况（一）世界农作物生产概况据联合国粮农组织2001年统计资料，全球可耕地面积为13.8亿hm2，人口为60亿，人均耕地0.23hm2。自70年代以来，世界人口迅速增长。在人均耕地等农业资源相对减少的情况下，各国采取进一步发展农业的措施，使主要农产品产量有了较大幅度的增长。\n2000年世界谷物总产量20.74亿t，比1970年增长55％。其中稻谷增长68％、小麦增长69％、玉米增长78％。2000年世界棉花（皮棉）总产量平均1770.8万t，比1970年增长51％。同期，甘蔗、甜菜、油菜、葵花籽、大豆、烟草等主要经济作物均有不同程度的增长。\n2004年世界主要作物生产情况(按总产排序)(资料来源:2005年中国农业年鉴)\n世界谷物生产变化情况\n世界作物产量增加的主要原因1、品种改良2、增施肥料3、扩大灌溉4、病虫草害防治5、温室与薄膜栽培6、高新技术的推广应用\n（二）中国农作物生产概况据2007年我国统计的数据，我国耕地面积1.218亿公顷，按人口13亿计，人均耕地约0.094公顷。1949年粮食总产量只有11318万t，人均占有量209kg，低于世界人口平均占有量的水平。2006年我国粮食总产量达49000万t，比1949年增长3.3倍，成为世界上最大的产粮国，人均粮食占有量提高到377kg，超过世界人均粮食占有量水平347㎏，我国基本上实现了粮食自给。\n我国主要农作物种类及其比重（播种面积）\n我国粮食作物种类及其所占比重播种面积总产量\n2004年我国主要农作物生产情况(按播种面积排序)\n我国作物产量增加的主要原因1、品种改良2、间套作多熟制种植技术3、栽培技术改进4、病虫草害的防治5、生产条件的改善\n（四）中国同世界主要农作物生产比较（2004年平均单产比较）2005年中国农业年鉴（单位：kg/ha）\n中国与发达国家主要农作物单产比较（2004年单位：kg/ha2005年中国农业年鉴）\n发达国家与我国的比较(2006年)GDP比较1、美国：13.2216万亿美元2、日本：4.9113万亿美元3、德国：2.8582万亿美元4、中国：2.6971万亿美元5、英国：2.3413万亿美元6、法国：2.1537万亿美元7、意大利：1.7839万亿美元8、加拿大：1.0889万亿美元\n人均GDP比较1、美国：43995美元(4)2、日本：38533美元(6)3、德国：34679美元(16)4、中国：2052美元(110)5、英国：38636美元(5)6、法国：35377美元(17)7、意大利：30689美元(20)8、加拿大：32898美元(18)\n二、作物生产的发展趋势（一）机械化（二）优质、高产、高效（三）生产条件的改善（四）可持续生产（五）高新技术应用（3S农业）3S农业：GIS-地理信息系统、GPS-全球定位系统、RS-遥感）为核心的精确农业\n\n\n【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．谈谈作物生产的未来发展目标和途径。