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改革种植制度
发展粮-经-饲三元结构
提高复种指数
第二章作物的起源与分类
一、作物的起源
作物起源于野生植物经人类驯化选育而成
二、作物的传播
自然界植物的传播途径是多方面的，而作物的传播，则以人类活动，即人类迁徙为主要传播途径
三作物的分类
按作物用途和植物学系统相结合的方法：
主要分为粮食作物、工业原料作物和
饲料及绿肥作物
1粮食作物（食用作物,foodcrops）
a、禾谷类作物（cerealcrops）
禾本科的稻、麦（小麦、大麦、燕麦、黑麦）。
b、豆菽类作物（legumecrops）
豆科的大豆、扁豆、绿豆、蚕豆、豌豆、红豆（赤豆、小豆）等。
c、薯类作物（tuberouscrops）
旋花科的甘薯、茄科的马铃薯、大戟科的木薯、豆科的豆薯、天南星科的芋等。
2工业原料作物（industrialcrops，经济作物economiccrops）
a、纤维作物（fibercrops）b、油料作物（oilcrops）:
十字花科的油菜，豆科的花生，菊科的向日葵，胡麻科的芝麻，红花等c、糖料作物（sugarcrops）e、其他专用作物
（otherespecialcrops）
3饲料及绿肥作物（forageandgreenmanurecrops）
按作物的生物学特性分类
1按感光周期反应特性分为长日照作物（小麦、油菜、蚕豆）、短日照作物（水稻、
棉花、玉米、大豆）、日中性作物（养麦、豌豆）；
2按感温反应特性分为喜温作物（水稻、玉米、棉花）、耐寒作物（小麦、油菜、蚕豆）；
3按光合作用C02同化途径分为碳3作物（稻、麦、棉、豆类、油菜）和碳4作物（玉米、高粱、甘蔗）、CAM作物（龙舌兰麻、菠萝麻）；
4按感水反应特性分为水生作物（莲、菱、萍）、喜水作物（水稻、茭瓜）、耐涝作物
（高粱、麻）、耐旱作物（粟、棉花）；
5按根系形态分为直根系作物（棉花、油菜、大豆、烟草、麻、花生）和须根系作物
（稻、麦、玉米）；
6按茎秆形态分为高秆作物（玉米、红麻、甘蔗、向日葵）、矮秆作物（稻、麦、油菜、
大豆、棉花）和蔓茎作物（甘薯、苕子）。
按播种或收获季节分类
1春播作物（棉花、玉米）、夏播作物（水稻、大豆、花生、玉米）、秋播作物（小麦、蚕豆
2夏收作物（小麦、油菜、蚕豆）、秋收作物（水稻、玉米、棉花、花生、甘蔗、甘薯、大豆）。
、油菜）；
四作物的分布与我国种植业分区
1、作物分布与环境：
作物的分布是指作物通过扩散，并在不同地理区域位置上种
植后的空间配置情况。
南方籼稻北方粳稻
2、世界作物分布
a、小麦（wheat），喜冷喜凉湿润，是世界栽培面积最大的谷物，总面积约2亿公顷
冬小麦分布于N200——400春小麦分布于N400——670
b水稻（rice）,喜温好光喜水，为世界第二大谷物，总栽培面积约1.5亿公顷，集中
于东亚、南亚地区。
c、玉米（corn,maize），喜温好光耐旱，为世界第三大谷物，主要优质饲料作物，总栽培面积约1.3亿公顷，集中于亚洲、美洲。
3、中国作物分布
（1）作物分布比例：
中国的耕地面积保持在1.3亿公顷左右，其中灌溉面积50%（水
田25%）。
作物分布比例：
（2）作物分布
稻谷
我国稻谷面积和产量占全世界三分之一以上；
主产区：
南方雨量充沛平整水田地区，占总面积83%，包括：
珠江流域的广东、广西、
福建和少部云贵（籼稻）长江流域（淮河流域）的浙江、江苏、安徽、江西、湖北、湖南、
四川（粳稻、籼稻）
最大生产省：
湖南省
大豆
我国是大豆原产地，目前面积和总产占全世界十分之一
东北产区的黑龙江、内蒙古（春大豆）、吉林、辽宁黄淮海产区的河南、山东、
河北、安徽（夏大豆）
黑龙江
薯类
a甘薯：
集中分布于四川、山东、河南、安徽、广东，以四川为最大生产省；
b马铃薯：
集中分布于内蒙古、黑龙江、甘肃、陕西、云南，以内蒙古为最大生产省。
油菜籽
我国油菜面积和产量占全世界四分之一，占全国油料作物面积50%。
长江流域产区（占70%），包括：
安徽、四川、江西、湖南、湖北、江苏、浙
春油菜产区内蒙古
单产最高省：
江苏、湖北
花生糖料作物棉花
我国棉花面积和产量占全世界四分之一，为世界最大产棉国。
新疆棉区——占30%左右，最大产棉省，200万公顷黄河流域棉区——占30%左右，主要包括河南、山东、河北、山西长江流域棉区——占30%左右，主要包括湖北、湖南、江苏、安徽、四川
烟草
我国烟草面积和产量占全世界36.5%，为世界最大产烟国。
主产地：
云南、贵州、福建、四川、湖南、河南、山东、
（3）我国种植业分区
1、我国农业资源的特点
农业资源是指与农业生产有关的生长资料的天然来源，如光、热、水、土地、生物、矿质元素等。
特点：
大部分地区属于中纬度地带，光、热条件好。
东南部地区受季风影响强烈，而西北部地区气候大陆性极强，水条件差异很大。
我国的山地显著多于平地，对土地利用和作物生产一般弊多利少。
2、我国农业资源的评价
耕地资源不断减少，2000年人均耕地低于800m2，基本农田保护成为基本国策；
各地区土、热、水条件的配合不协调，作物生产潜力需进一步挖掘；
农业自然灾害存在显著周期性，严重制约作物生产力的发展。
3、我国种植业划分为10个一级区和31个二级区
4、九大优势农产品产业带
（一）优质水稻
（二）“双低”油菜（三）蔬菜（四）优质
三元猪（五）优质水产品（六）速生丰产林（七）柑桔（八）优质棉花（九）优质专用小麦
第三章作物的生长发育与产品质量第一节作物的生长发育1、生长与发育
概念:
生长（growth）作物体细胞数目增加（分裂）和体积、重量增加（伸长和物质积累）的量变过程（不可。
发育（development）作物体细胞、组织器官分化的质变过程。
意义：
生长发育：
自种子萌发新一代种子发育成熟的生命周期的生命活动，
最终形成一定数量和质量的作物产品。
经历作物体由小到大、由轻到重，伴随形成新的组织和器官。
2、作物的一生
生育期的概念：
作物从播种材料出苗到收获产品成熟所持续的天数称为生育期（亦称全生育期）。
作物的生育时期作物一生可根据外部形态出现的显著变化，戈U分为若干个阶段，这几个相对分列而又相互衔接的阶段就为生育时期。
生育时期一般以表现显著差异的某个时间点（通常称为物侯期）作为划分界点。
3、作物的生长发育特性
作物一生中，经历由营养生长向生殖生长转变的重要的发育阶段。
发育的突变形式为花器官原始体开始分化穗分化花芽分化
发育必须通过内部生理条件的诱导才能实现，即遗传因子和环境因子相互作用的结果的诱导。
在遗传因子稳定条件下，温度、光照成为诱导质变的主导因子
4、作物的温光反应特性
高温一一短日照型
――即作物要求相对较高的温度通过感温阶段，要求相对较短的日照长度通过感光阶
段;
代表作物有水稻、玉米、大豆、棉花、花生、烟草等
低温一长日照型
――即作物要求相对较低的温度通过感温阶段，要求相对较长的日照长度通过感光阶段；
――代表作物有小麦、大麦、蚕豆、油菜等。
上述两种发育特性基本型都可能产生变异类型。
春化作用（vernalization）:
低温促进植物开花的作用。
大多数植物（如芹菜、胡萝卜、白菜、天仙子、冬小麦、冬黑麦等）低温是花诱导的必需条件。
5、作物生长的一般规律
生长的周期性：
生长以渐进方式进行，周期内呈现S型（慢——，快一一慢）的生长曲线。
整个植株体是这样每个器官体是这样。
生长的极性现象：
作物某一器官的上下两端，在形态和生理上都有明显的差异.通常是上端生芽下端生根，这种现象叫做极性。
再生现象:
当作物体失去一部分后，在适宜的环境条件下，仍能逐渐恢复所失去的部分，再形成一个完整的新个体，这种现象叫再生。
（多用于无性繁殖）
6、作物器官生长的相关性
作物的器官、组织间在生长发育上的相互联系、相互影响的特性为生长发
育相关性。
（1）地下部与地上部间的相关性
形态相关性
――地下部根系地上部茎、叶、花、果实
物质积累相关性
――根系、茎、叶、花、果实各器官在生长过程中消耗需求和积累同化物、水、矿物质等物质的生理活动的协调结果，最终表现出一定的干物质重量的比例。
――根冠比:
指根系干物重与地上部茎、叶、花、果实干物重的比值。
1根冠比系相对参数
根冠比大：
可能是根系的绝对重量大也可能是地上部绝对重量小
根冠比小：
可能是根系的绝对重量小也可能是地上部绝对重量大
2不同作物、同一作物不同品种、同一作物不同生育阶段表现不同根冠比。
3影响根冠比的外界条件
供氮充足、土壤水分过多可能降低根冠比值；
供氮不足、土壤干旱、供磷充足等可能增大根冠比值。
（2）主茎与侧枝（分蘖）间的相关性
顶端优势
作物
去除顶芽或损伤顶芽，可促进侧芽（分枝、分蘖）的发育和生长，如棉花、蚕豆的打顶，小麦越冬前镇压等。
――抑制或去除侧芽（分枝），可促进主茎发育和生长
（4）营养生长与生殖生长间的相关性
营养生长（vegetativegrowth）:
根、茎、叶等营养器官的生长生殖生长（reproductive
growth）:
花、果实等生殖器官的生长
营养生长和生殖生长间相互依赖。
生殖生长是营养生长的基础
营养生长是生殖生长的基础
营养生长和生殖生长相互制约
作物生长前期，营养生长过旺或者生长量不足都会推迟生殖生长的发生。
作物生长前期，营养生长过旺或者生长量不足都会推迟生殖生长的发生。
作物生殖生长开始后，抑制营养生长
7、作物器官的生长发育
（1）种子概念：
植物学意义：
真正的种子（seed），由种子植物经过有性生殖形成的胚珠（ovule）
发育成的繁殖器官。
作物学意义：
包括三类繁殖器官
胚珠发育而成的种子（大豆、棉籽、油菜籽）
子房发育而成的果实（稻谷、麦粒）
无性繁殖器官（根、茎、叶，马铃薯、甘薯）
（2）形态和构造
一般来说，种子的构造包括三部分：
种皮、种胚、胚乳
A、种皮（seedcoat保护组织
B、种胚（embryo）
种胚占种子很小部分
种胚充满整个种皮，一般子叶肥大，是种子萌发的营养源（双子叶作物）
胚的构造：
胚芽（plumule）形成作物茎、枝、叶、芽；
胚根（radicle）形成作物根系；
胚轴（hypocotyl）形成根、茎过渡区或茎；
子叶（cotyledon）贮藏营养物质；
C、胚乳（eudosperm）种子内贮藏营养物质的组织。
（3）种子休眠
休眠（dormancy）:
种子成熟后必须经过一段内部发生进一步变化的时期才能发芽
的现象。
种子休眠是适应环境保持作物种进化的生态特征。
――避免穗发芽
――种子和产品的贮藏
休眠的原因：
经历种胚的后熟过程硬实造成透性不良（水、气）存在发芽抑制物质
破除休眠
物理处理，如辐射、电、波、磁处理、机械磨损；
温度、脱水处理，如晒种（高温、干燥）、
低温处理；
化学处理，如激素、氧化剂浸种处理。
（4）种子的萌发
种子萌发（seedgermination）是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态，并长成营自养生活的幼苗的过程。
生产上往往以幼苗出土为结束。
萌发经历的过程：
吸胀、萌动、发芽
吸胀（imbibition）
种子内的亲水性物质吸引水分子，使种子体积迅速增大。
吸胀的结果使种皮变软或破裂,
种皮对气体等的通透性增加，萌发开始。
萌动指胚根胚芽向外生长突破种皮的现象。
生理生化过程+物理过程
发芽（comeintobud）
（5）影响种子萌发的外界条件
水分一一是种子萌发的首要条件、满足最低需水量一一种子可以萌发、适宜的水、气条
件——种子萌发好
最低需水量一一刚刚能使种子萌发时的吸水量，常用吸水率表示。
萌发时吸水量
吸水率（%）
X100
种子重量
吸水率主要受化学成分影响，一般蛋白质种子•粉质种子〉油质种子
萌发最低需水量高的种子，其总需水量也高。
种子萌发吸水的三个阶段
1急剧吸水的物理学吸胀过程；
2缓慢的生化吸水过程；
3大量吸水的新生器官生长过程。
影响种子吸水速度的因素
①温度：
30C以内。
Tf,速度f。
如早稻浸种3-4天；
晚稻浸种1天
②品种：
籼、粳，谷壳厚薄。
（6）影响种子萌发的外界条件温度一一种子萌发的必需条件之一
种子萌发的温度三基点一一即萌发的最低、最适、最高温度
最低
最适
最咼
耐寒性作物
04C
2028C
40C
喜温性作物
6、12C
3035C
变温有利于种子萌发促进了气体交换减少贮藏物质的呼吸消耗有利于某些酶的激活
有利于休眠打破
有些种子对变温不敏感，但有些则对变温敏感，不变温
不能很好萌发。
氧气一一亦是种子萌发的必需条件，若低于一定程度，种子便不能萌发
氧分压高可以促进萌发物质利用率高生成有毒物质（C02、乙醇）少
对氧气多少的要求因作物而异油质种子需02多水生植物种子需02少
发芽或播种，应尽量保持空气流通，保证有充足02供应
（9）根的生长发育
根的类型（root）
须根系（fibrousrootsystem）类型
直根系（mainrootsystem）类型
块根（fuborous）类型
根系的功能（function）
支撑地上部作物体；
吸收、输导水分和养分（矿质养分）;
合成某些生物物质，如氨基酸、
生长物质、生物碱（豆科作物具有生物固氮能力）；
分泌有机酸,维持根际土壤pH值平衡,
贮存产品器官，如甘薯、甜菜、胡萝卜等：
繁殖器官，如甘薯苎麻。
影响根系生长的条件
第一方面：
供给根系生长发育的有机物质，决定于地上部的光合作用效率和
给根系的输送量。
第二方面：
根系生长发育所处的环境条件
（10）茎和分枝的生长发育
1.禾谷类作物
茎系统：
主茎、分蘖茎，此二者统称为节，节间分为伸长与不伸长
禾谷类作物的茎和分蘖（tiller）一般为圆柱形，稻麦由5~6个伸长节间组成，玉米、高粱由8~12个伸长节间组成，茎节一般中空，籽粒灌浆物质10~30%来自于茎蘖积累。
分蘖节上着生的腋芽在一定的条件下发育为分蘖；
伸长节上着生的腋芽一般处于休眠状态。
禾谷类作物茎、蘖的生长
禾谷类作物的茎或蘖的顶端同时分化形成茎节和叶原基，后茎节居间分生组织伴随叶鞘的伸长而伸长。
节间伸长一般由下部节开始，依次向上。
主茎或分蘖基部第一伸长节间伸长达1~3
（2）cm时称为拔节（elongating）。
2.双子叶作物
主茎由数十个节间组成，一般来说节间长度呈现下短、中长、上短趋势。
主茎节间的每一个叶腋内一般有一个腋芽，发育成一个一次分枝，一次分枝上发育
出二次分枝……。
双子叶作物的分枝方式：
1单轴分枝（monopodialbranch）
2合轴分枝（sympodialbranch）
3假二叉分枝（falsedichotomousbranch）
3.作物茎的变态型
作物的茎，可划分为地上茎、地下茎两种类型。
地上茎：
直立茎（erectstem）直立茎（erectstem）
地下茎：
根茎（rhizome）块茎球茎鳞茎
4.茎、分枝（蘖）的功能
支撑叶、穗、花、果实；
转运水分、养分的通道（输导）；
合成光合产物（绿色茎枝）
贮藏器官（产品）甘蔗、藕、马铃薯、洋葱；
繁殖器官；
通气功能（水稻）。
（11）叶的生长发育
叶的组成
禾本科的叶包括叶片（blade）和叶鞘（leafsheath
双子叶作物的真叶由叶片、叶柄（petiole）和托叶（stipule）组成。
叶的形态
叶的生长分化伸长功能期衰老
（12）花的发育
构成花序的基本单位小穗（spikelet）
开花习性：
每一朵花，在完成全部分化进程和性发育后开花。
每一种作物，数量不同的花按照一定的方式和顺序逐个开花、受精，形成不同的开花习性。
禾谷类作物开花的标志一般为花药伸长出颖壳外（扬花；
其他作物开花的标志为花冠伸长展开。
花期（bloomingstage）作物全株开第1朵到结束开花的时间为花期。
8、授粉方式
授粉亦称传粉，指成熟的花粉粒传到雌蕊柱头上的行为，传粉是作物完成受精作用的必要前提。
作物的授粉方式有自花授粉、异花授粉和常异花授粉3种。
（13）受精结实
多数作物的受精为双受精过程。
完成正常的受精过程要求：
具有生活力的花粉和发育健全的子房；
适宜的温度（20~30）和湿度（大气相对湿度70~80%）；
协调的有机养分、矿质营养和激素平衡。
（棉花有机养分亏缺、激素失衡，导致脱落；
油菜
缺硼、缺锌导致花而不实”）
9、作物产量及其形成
作物产量概念
生物产量作物在生长发育过程中生产和积累的有机物质总量（包括矿物
质）。
经济产量作物栽培目的所需要的产品收获量。
.经济系数经济系数亦称收获指数（harvestindex）。
系指生物产量转化为经济产量
的转化效率。
即:
（收获指数）经济系数=经济产量/生物产量
产量构成因素间相关性相互制约、相互补偿
作物群体（population）是指某种大田作物的许多个体的聚集体。
种植密度如小麦的基本苗，水稻的栽插基本茎蘖数，棉花的移栽基本苗数等，密度是群体大小发展的起点。
源（source）：
产量形成过程光合产物供应源和代谢源。
库（sink）：
产量形成过程光合产物贮藏库或代谢库
增产的主要调控途径：
提高光合效率提高有效光合面积延长光合时间降低呼吸消耗改善栽培环境和栽培技术
品质的概念
作物产品品质：
是指收获目标产品达到某种用途要求的适合度。
影响作物品质的因素：
光照温度水分土壤污染
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