農學概論考試復習指南

農學概論考試復習指南1農學與作物生產1.1農學的概念、地位和特點1.1.1農學的概念和范疇農學是農業科學的一個分支，具有悠久的知識積累歷史，作為一門學科也有近200年的歷史。農學是研究大田作物生產的理論、提高大田作物生產效率的技術的一門綜合性學科。包括作物品種、植物營養、農田生態、植物保護和市場營銷等眾多學科領域。1.1.2農學的地位與作用農學的地位與作用依賴于農業的地位與作用。農業是我國國民經濟的基礎，因為：1）農業是人民生活資料的重要來源；2）農業是工業原料的重要來源；3）農產品是出口換匯的重要物資。狹義的農業是指種植業，廣義的農業包括種植業、林業、畜牧業、加工業和漁業，即常說的農、林、牧、副、漁五業，也稱大農業。大農業內各業的組成及其比例稱為農業生產結構。我國的種植業比例最大，是農業生產的基礎。國家統計中一般將種植業分為糧、棉、油、糖、麻、煙等大田作物和茶、桑、果、菜、藥等園藝作物2大類，其中大田作物是種植業的主體。農學的研究對象主要是大田作物，因此農學的進步對于種植業、農業乃至國民經濟的發展都具有積極的推動作用。1.1.3農學的性質和特點農學的性質在很大程度上由種植業的性質所決定。包括：1）農學是為發展種植業服務的一門綜合學科；2）農學是介于自然科學和社會科學間的一門交叉學科，因為農業生產是經濟再生產和自然再生產相結合的過程。3）農學是必須兼顧作物生產和環境安全的一門生態學科。農業既有保護環境的一面，也有破壞環境的另一面，所以農業生產必須兼顧到生態系統的平衡和環境的安全。農學的特點包括：1）生物性。農學的研究對象是有生命的有機體，它通過自身的生命活動將環境中的無機物變成有機物、太陽能變成化學能。2）復雜性。作物生產是一個有序列、有結構的復雜系統，受多種因子的影響和制約，農學必須研究如何處理和協調各種因子的相關性。3）實用性。1.2人口增長的歷史與趨勢1.2.1人口再生產類型人類在100多萬年的發展歷史中，人口再生產出現了“高、高、低”、“高、低、高”和“低、低、低”3種不同類型。每種類型的3個字分別指：出生率、死亡率、自然增長率。第1種類型主要出現在原始社會、奴隸社會和封建社會，第2種類型出現在工業革命早期，第3種類型出現在目前西方發達國家。1.2.2我國人口的增長我國人口的再生產也出現了上述3種類型：第1種類型出現于新中國成立前，第2種類型出現在20世紀50—70年代，第3種類型出現在20世紀80年代之后。我國人口的增長趨勢預測分為低方案、中方案和高方案3種。1.3作物生產與糧食安全1.3.1作物生產的發展概況新中國成立以來，我國作物生產取得了很大進步，扭轉了糧、棉、油等主要農產品供給長期短缺的局面，實現了供求基本平衡。表現為總產增加顯著，面積略有增加，單產提高明顯。作物生產的迅速發展與農業科技進步和作物生產條件改善密切相關，如作物品種改良、間套作多熟制種植的發展、栽培技術的發展、病蟲草害防治技術的發展和生產條件的改善。1.3.2糧食需求與安全年人均糧食占有量可分為3個水平，即溫飽低限水平：300kg，溫飽有余水平：400kg，充足富裕水平：500kg。新中國成立后，我國年人均糧食占有量經歷了4個階段：即快速增長階段（1949—1958），到1958年達到300kg；滑坡恢復階段（1959—1977），到1977年恢復到接近300kg；再次飛躍階段（1978—1984），到1984年達到390kg；維持徘徊階段（1985—），一直在350—400kg之間徘徊。我國人口數量持續增加，需求質量不斷提高，導致我國糧食生產壓力居高不下。1.3.3糧食安全的保障途徑1）保護和合理利用農業資源一是耕地資源。我國耕地面積小，人口多，人均耕地少，這是基本國情。而且人口還要增加，耕地還在減少，目前已有一些地區人均占有耕地面積少于聯合國規定的最低界限。因此保護耕地刻不容緩。二是水資源。我國淡水資源緊缺，尤其是北方地區，生活用水和農業用水均不能充分保證。所以應在保護水資源的前提下，發展灌溉農業，增加糧食生產。2）提高單位面積產量包括提高復種指數和提高作物單產2個方面。3）減少產后損失產后損失一般在20%左右，或更多。包括收獲、運輸、加工、儲藏、消費、釀造、播種等過程的損失。4）調整糧食發展戰略將現有“糧食—經濟”的二元作物結構調整為“糧食—經濟—飼料”三元作物結構，發展高產優質飼料作物，變“人、畜共糧”為“人、畜分糧”，提高糧食作物的綜合利用效益。5）開發新的食物源開發微生物農業（白色農業）和海洋農業（藍色農業）具有廣闊的前景。6）立足自給，適當進口我國糧食要立足自給，進口數量不能突破我國糧食產量的5—10%。2作物的起源于分類2.1作物的起源與傳播2.1.1作物起源與農耕文化作物是指由人類栽培的植物。人類定居以后，發現“吃掉的植物”可再生出“可食用的植物”，這些自然再生的植物就是人類農耕文化開始的淵源。原始人類居住的地理環境不同，就會形成不同的農耕生活，進而形成不同的農耕文化（圈）。人類農耕文化大致可分為4種：地中海農耕文化，熱帶深草原農耕文化，根栽農耕文化，新大陸農耕文化。2.1.2作物的起源中心前蘇聯瓦維洛夫提出了栽培植物的8大起源中心學說。1）中國起源中心。是世界上栽培植物最早和最大的起源地。固有植物136種，居各起源中心之首。主要農作物有稻、黍、粟、稗、高粱、大麥、蕎麥、大豆、山藥、苧麻、大麻等。2）印度起源中心。固有植物117種，主要農作物有稻、甘蔗、綠豆、亞洲棉、黃麻、芝麻等。印度—馬來亞起源中心。故有植物55種，主要有甘蔗、薏苡、馬尼刺麻等。3）中亞起源中心。故有植物44種，主要有小麥、豌豆、蠶豆、亞麻等。4）近東（西亞）起源中心。故有植物83種，主要有硬粒小麥、普通小麥、圓錐小麥、波斯小麥、二棱大麥、黑麥、燕麥等。5）地中海起源中心。故有植物84種，主要有二粒小麥、波蘭小麥、地中海燕麥、大粒豌豆、大粒蠶豆、羽扁豆、甜菜、三葉草等。6）埃塞俄比亞起源中心。故有植物88種，是高粱、豌豆、亞麻、蓖麻、芝麻等。7）中美起源中心。主要作物有玉米、甘薯、陸地棉等。8）南美起源中心。主要有馬鈴薯、花生、煙草、木薯、海島棉等。2.2作物的分類地球上共有植物39萬余種，其中被人類利用的栽培植物有5000種左右，屬于大面積種植的約200種。我國栽培作物種類約600種，其中糧食作物30多種，經濟作物70種，果樹作物140種，蔬菜作物110種，牧草50種，花卉130種，綠肥20種，藥用植物50種。2.2.1按作物的親疏關系分類也稱作物的植物學分類，以界、門、綱、目、科、屬、種為分類的各級單位，除界以外，其他各級單位可根據需要再分成若干亞級。2.2.2按作物的生理生態特性分類按作物對溫度條件的要求分類可分為喜溫作物和喜涼作物。棉花、水稻、玉米等夏季作物為喜溫作物，小麥、大麥、油菜、蠶豆等冬季作物為喜涼作物。按作物對光周期的反應分類可分為長日照作物、短日照作物和中日型作物。在較長的日照條件下才能開花的作物，稱為長日照作物。如小麥、大麥、油菜、蠶豆等冬季作物。在較短的日照條件下才能開花的作物稱為短日照作物。如水稻、玉米、高粱、大豆、花生、甘蔗等大多數夏季作物。對光周期要求不很嚴格的作物稱為中日型作物。如棉花、蕎麥、豌豆等作物。按作物同化CO2的途徑分類可分為三碳作物和四碳作物。水稻、棉花、小麥、大豆、煙草等屬三碳作物，高粱、玉米、甘蔗等屬四碳作物。2.2.3按作物用途和植物學系統相結合的分類2.2.3.1糧食作物可再分為3小類。1）谷類作物。也稱禾谷類作物，絕大多數屬禾本科，主要作為糧食和飼料，提供糖類和蛋白質。如，稻、麥、玉米、高粱等，蕎麥通常也列入此類。2）豆類作物。均屬豆科，既可直接食用，提供蛋白質，也可作為工業原料。如，大豆、綠豆、蠶豆、豌豆、小豆等。3）薯（芋）類作物。主要作為糧食或飼料，提供淀粉類食物。如，甘薯、馬鈴薯、木薯等。2.2.3.2經濟作物也成為工業原料作物，可再分為4小類。1）油料作物。如，花生、油菜、芝麻、向日葵、蓖麻等。2）纖維作物。如，棉花、苧麻、黃麻、紅麻等。3）糖料作物。如，甘蔗、甜菜，以及甜高粱、甜葉菊等。4）特用作物。如，煙草、茶、桑、薄荷、咖啡、啤酒花等。2.2.3.3牧草作物也稱飼料作物，主要用于家畜飼料。如，禾本科的黑麥草、蘇丹草、雀麥草、早熟禾等；豆科的三葉草、草木犀等。2.2.3.4綠肥作物以豆科為主，主要用于改土肥田。如紫云英、田箐等；另外還有紅萍、水浮蓮、水華生等。2.2.3.5藥用作物種類繁多，主要提供中草藥原料。如，人參、當歸、杜仲、黃蓮等。作物的分類是相對的，因為大多數作物的用途并不是單一的。3作物生長發育規律3.1作物的生長發育3.1.1作物的生長發育過程3.1.1.1作物的生育期作物從播種到收獲的整個生長發育過程稱為作物的一生，所經歷的時間（天數）為作物（全）生育期，全生育期可人為地劃分為幾個生育階段或生育期。如，禾本科的小麥可分為出苗期、分蘗期、拔節期、抽穗期、開花期和成熟期；雙子葉作物的棉花可分為苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期等。3.1.1.2作物的生長與發育作物一生可分為生長和發育。生長是指作物個體、器官、組織或細胞在體積、重量和數量上的增加，是一個不可逆的量變過程，如根、莖、葉的生長等。發育是指作物細胞、組織和器官的分化形成過程，有時這種變化是可逆的，如幼穗分化、花芽分化、微管束發育等。3.1.1.3營養生長與生殖生長營養生長是指作物以分化、形成營養器官為主的生長，進行營養生長的時期稱為營養生長期或營養生長階段。生殖生長是指作物以分化、形成生殖器官為主的生長，進行生殖生長的時期為生殖生長期或生殖生長階段。3.1.2作物各器官的生長發育3.1.2.1種子與種子發芽種子的概念。作物生產中所說的種子，泛指用來繁殖下一代作物的播種材料，包括有胚珠發育而成的真種子，由子房發育而成的果實，根莖類作物用于繁殖的營養器官。種子的發芽。發芽是指胚根伸出種皮形成種子根或營養器官的生殖芽開始生長的現象。包括吸水膨脹、萌動和發芽3個過程。發芽率是指能發芽的種子占供試種子的百分率，發芽勢是指在某一特定時間內（一般為3天）的發芽率。3.1.2.2根的種類與根系的生長根的種類。根主要起固定植株、吸收水分和養分的作用。根可分為初生根、次生根、不定根3類。根系的生長。雙子葉作物發芽后，胚根生長形成主根，主根上生長出各級側根，形成龐大的直根系。單子葉作物除初生根外，還能在基部莖節上生長出次生根，形成須根系。3.1.2.3莖的種類、形態與莖的生長莖的種類和形態。莖主要擔負支撐植株、輸導物質和儲藏養分的功能。莖可分為直立莖、匍匐莖、攀緣莖和纏繞莖，另外還有變態莖，如塊莖、地下莖等。莖的生長。雙子葉作物的莖，主要靠莖尖頂端分生組織的細胞分裂和伸長，使節數增加，節間伸長，植株逐漸長高，其節間伸長的方式為頂端生長。禾谷類作物的莖主要靠每個節間基部的居間分生組織細胞進行分裂和伸長，使每個節間伸長而逐漸長高，其節間伸長的方式為居間生長。3.1.2.4葉的形態與生長葉的形態。葉主要進行光合作用和蒸騰作用。也可分為子葉和真葉。葉的生長和衰老。雙子葉作物的葉片在展開后，禾谷類作物的葉在抽出后便開始進行光合作用，在葉定型后不久光合作用達到高峰。之后，葉開始進入衰老期。3.1.2.5產量器官的形成與成熟營養器官的形成和成熟。以一般的營養器官為產量器官的作物，如甘蔗的莖，其產量器官的生長發育與普通的營養器官基本相似。以變態的營養器官為產量器官的作物，如甘薯的塊根，其產量器官的生長發育與普通的營養器官有較大的差異。生殖器官的形成和成熟。許多作物的產量器官（諸如豆類、油菜的種子，禾谷類作物的穎果等）的形成和成熟就是生殖器官的分化和生長發育過程。3.2作物產量及其形成3.2.1作物的產量作物產量。指收獲的具有經濟價值的產品數量，也稱經濟產量。包括單位面積的產量，即單產，一定面積的產量，即總產。經濟系數。指生物產量轉化為經濟產量的效率。經濟系數=經濟產量/生物產量。作物產量的構成因素。禾谷類作物的產量構成因素是單位面積上的有效穗數、每穗平均結實粒數和每粒平均重量，3者的乘積就是單位面積的產量。其他作物也有各自的構成因素。產量構成因素間的相互關系。產量是各構成因素之積，因素間有一定的制約和補償關系。3.2.2作物產量的形成3.2.2.1禾谷類作物穗數。不需要分蘗的作物，如玉米、高粱的穗數取決于種植密度；大多數需要分蘗的作物，如水稻、小麥等的穗數取決于種植（移栽）密度和單株有效分蘗數。穗粒數。穗粒數取決于結實率。粒重。粒重主要取決于作物的灌漿過程。3.2.2.2雙子葉作物株數。單位面積的株數由種植或移栽密度決定。鈴莢數。單株鈴莢數受分枝數、分枝花芽數、花芽能否成鈴莢、鈴莢能否成熟等影響。粒數。每個鈴莢的種子數受遺傳、空癟率的影響。粒重。粒重決定于結實期長度和結實期增重速度，受作物種類、品種、環境條件和栽培技術等因素的影響。3.3作物品質與評價標準3.3.1作物品質作物的品質是指產量器官，即目標產品的質量。糧食作物的品質包括食用品質和營養品質等，經濟作物的品質包括工藝品質和加工品質等。3.3.2作物品質的評價指標形態指標。指根據作物產品的外觀形態來評價品質優劣的指標。如禾谷類作物籽粒的大小，棉花纖維的長度等。理化指標。指根據作物產品的生理生化分析結果評價品質優劣的指標。如小麥籽粒的蛋白質含量，玉米自立的賴氨酸含量，甘蔗、甜菜的含糖量等。食用品質。指蒸煮、口感和食味等的特性。營養品質。主要指蛋白質含量、氨基酸組成、維生素含量和微量元素含量等。工藝品質指影響產品質量的原材料特性。如棉纖維長度、細度、整齊度等。加工品質指不明顯影響產品質量，但對加工過程有影響的原材料特性。如糖料作物的含糖量，油料作物的含油率等。4作物品種改良4.1優良品種及其特點品種的概念包括3個方面：1）品種是人類長期勞動的產物；2）品種應具備遺傳穩定性和形態一致性；3）品種必須符合生產的需要。優良品種必須具備5個特點：1）豐產性，既要有較高的物質生產量和經濟系數，又要有合理的產量結構；2）穩產性，是豐產性的基本保證，應該對當地的主要病蟲害和自然災害具有一定的抗性；3）優質性；4）早熟性，有利于多數種植，有利于避免或減輕災害；5）廣適性，要求品種能適應較大地區范圍的氣候條件和土壤條件、以及不同的栽培條件。4.2品種改良的途徑與方法品種改良也稱品種選育，包括種質資源的發掘與利用、優良基因的重組與選擇、育成品種的評價與測試3個環節。品種改良方法有：4.2.1引種廣義的引種指把外地或國外的新作物、新品種或品系，以及研究用的遺傳材料引入當地。狹義的引種是指生產性引種，既引入能供生產上推廣栽培的優良品種。4.2.2選擇育種指以品種內的自然變異為材料，根據育種目標選擇單株，從而獲得新品種或改良原有品種的方法。包括大田選株（穗）、株（穗）行試驗和產量比較3個環節。4.2.3雜交育種用基因型不同的個體為親本，通過有性雜交，經基因分離、重組創造異質后代群體，從中選擇優良個體，并進一步育成新品種的方法。4.2.4雜種優勢利用雜種優勢指2個基因型不同的親本雜交所產生的雜種一代（F1），在各方面比其雙親都表現優越的現象。為了利用這種優勢，人們制定了各種選育、制種的程序和方法。這種選、育、制、用的全過程，成為雜種優勢利用。目前生產上采用的雜種制種方法有：1）人工去雄、授粉制種；2）利用雄性不育系制種；3）化學殺雄制種；4）利用自交不親和性制種；5）利用標記性狀（基因）識別雜種。此外還可利用三倍體雜種優勢和無性繁殖作物的雜種優勢。4.2.5誘變育種指利用物理和化學的方法誘發作物產生變異，然后從變異群體中選擇符合育種目標的個體，進而育成新品種的方法。4.2.6生物技術在育種中的應用組織培養技術是在無菌和人工控制的條件下，對植物的原生質體、細胞、組織和器官進行離體培養，并控制其生長發育的一門技術。遺傳工程指對遺傳物質進行直接操縱、改組、重建，實現遺傳性定向改造的技術，它既可以在染色體水平上進行，稱染色體工程；也可在基因水平上進行，稱基因工程。4.3良種的繁育與推廣良種繁育也稱種子生產，是對通過審定的作物優良品種按一定程序進行繁殖，使生產的種子能保持其優良種