农学概论考试复习指南

农学概论考试复习指南

农学概论考试复习指南1农学与作物生产1.1农学的概念、地位和特点1.1.1农学的概念和范畴农学是农业科学的一个分支，具有悠久的知识积累历史，作为一门学科也有近200年的历史。农学是研究大田作物生产的理论、提高大田作物生产效率的技术的一门综合性学科。包括作物品种、植物营养、农田生态、植物保护和市场营销等众多学科领域。1.1.2农学的地位与作用农学的地位与作用依赖于农业的地位与作用。农业是我国国民经济的基础，因为：1）农业是人民生活资料的重要来源；2）农业是工业原料的重要来源；3）农产品是出口换汇的重要物资。狭义的农业是指种植业，广义的农业包括种植业、林业、畜牧业、加工业和渔业，即常说的农、林、牧、副、渔五业，也称大农业。大农业内各业的组成及其比例称为农业生产结构。我国的种植业比例最大，是农业生产的基础。国家统计中一般将种植业分为粮、棉、油、糖、麻、烟等大田作物和茶、桑、果、菜、药等园艺作物2大类，其中大田作物是种植业的主体。农学的研究对象主要是大田作物，因此农学的进步对于种植业、农业乃至国民经济的发展都具有积极的推动作用。1.1.3农学的性质和特点农学的性质在很大程度上由种植业的性质所决定。包括：1）农学是为发展种植业服务的一门综合学科；2）农学是介于自然科学和社会科学间的一门交叉学科，因为农业生产是经济再生产和自然再生产相结合的过程。3）农学是必须兼顾作物生产和环境安全的一门生态学科。农业既有保护环境的一面，也有破坏环境的另一面，所以农业生产必须兼顾到生态系统的平衡和环境的安全。农学的特点包括：1）生物性。农学的研究对象是有生命的有机体，它通过自身的生命活动将环境中的无机物变成有机物、太阳能变成化学能。2）复杂性。作物生产是一个有序列、有结构的复杂系统，受多种因子的影响和制约，农学必须研究如何处理和协调各种因子的相关性。3）实用性。1.2人口增长的历史与趋势1.2.1人口再生产类型人类在100多万年的发展历史中，人口再生产出现了“高、高、低”、“高、低、高”和“低、低、低”3种不同类型。每种类型的3个字分别指：出生率、死亡率、自然增长率。第1种类型主要出现在原始社会、奴隶社会和封建社会，第2种类型出现在工业革命早期，第3种类型出现在目前西方发达国家。1.2.2我国人口的增长我国人口的再生产也出现了上述3种类型：第1种类型出现于新中国成立前，第2种类型出现在20世纪50—70年代，第3种类型出现在20世纪80年代之后。我国人口的增长趋势预测分为低方案、中方案和高方案3种。1.3作物生产与粮食安全1.3.1作物生产的发展概况新中国成立以来，我国作物生产取得了很大进步，扭转了粮、棉、油等主要农产品供给长期短缺的局面，实现了供求基本平衡。表现为总产增加显著，面积略有增加，单产提高明显。作物生产的迅速发展与农业科技进步和作物生产条件改善密切相关，如作物品种改良、间套作多熟制种植的发展、栽培技术的发展、病虫草害防治技术的发展和生产条件的改善。1.3.2粮食需求与安全年人均粮食占有量可分为3个水平，即温饱低限水平：300kg，温饱有余水平：400kg，充足富裕水平：500kg。新中国成立后，我国年人均粮食占有量经历了4个阶段：即快速增长阶段（1949—1958），到1958年达到300kg；滑坡恢复阶段（1959—1977），到1977年恢复到接近300kg；再次飞跃阶段（1978—1984），到1984年达到390kg；维持徘徊阶段（1985—），一直在350—400kg之间徘徊。我国人口数量持续增加，需求质量不断提高，导致我国粮食生产压力居高不下。1.3.3粮食安全的保障途径1）保护和合理利用农业资源一是耕地资源。我国耕地面积小，人口多，人均耕地少，这是基本国情。而且人口还要增加，耕地还在减少，目前已有一些地区人均占有耕地面积少于联合国规定的最低界限。因此保护耕地刻不容缓。二是水资源。我国淡水资源紧缺，尤其是北方地区，生活用水和农业用水均不能充分保证。所以应在保护水资源的前提下，发展灌溉农业，增加粮食生产。2）提高单位面积产量包括提高复种指数和提高作物单产2个方面。3）减少产后损失产后损失一般在20%左右，或更多。包括收获、运输、加工、储藏、消费、酿造、播种等过程的损失。4）调整粮食发展战略将现有“粮食—经济”的二元作物结构调整为“粮食—经济—饲料”三元作物结构，发展高产优质饲料作物，变“人、畜共粮”为“人、畜分粮”，提高粮食作物的综合利用效益。5）开发新的食物源开发微生物农业（白色农业）和海洋农业（蓝色农业）具有广阔的前景。6）立足自给，适当进口我国粮食要立足自给，进口数量不能突破我国粮食产量的5—10%。2作物的起源于分类2.1作物的起源与传播2.1.1作物起源与农耕文化作物是指由人类栽培的植物。人类定居以后，发现“吃掉的植物”可再生出“可食用的植物”，这些自然再生的植物就是人类农耕文化开始的渊源。原始人类居住的地理环境不同，就会形成不同的农耕生活，进而形成不同的农耕文化（圈）。人类农耕文化大致可分为4种：地中海农耕文化，热带深草原农耕文化，根栽农耕文化，新大陆农耕文化。2.1.2作物的起源中心前苏联瓦维洛夫提出了栽培植物的8大起源中心学说。1）中国起源中心。是世界上栽培植物最早和最大的起源地。固有植物136种，居各起源中心之首。主要农作物有稻、黍、粟、稗、高粱、大麦、荞麦、大豆、山药、苎麻、大麻等。2）印度起源中心。固有植物117种，主要农作物有稻、甘蔗、绿豆、亚洲棉、黄麻、芝麻等。印度—马来亚起源中心。故有植物55种，主要有甘蔗、薏苡、马尼刺麻等。3）中亚起源中心。故有植物44种，主要有小麦、豌豆、蚕豆、亚麻等。4）近东（西亚）起源中心。故有植物83种，主要有硬粒小麦、普通小麦、圆锥小麦、波斯小麦、二棱大麦、黑麦、燕麦等。5）地中海起源中心。故有植物84种，主要有二粒小麦、波兰小麦、地中海燕麦、大粒豌豆、大粒蚕豆、羽扁豆、甜菜、三叶草等。6）埃塞俄比亚起源中心。故有植物88种，是高粱、豌豆、亚麻、蓖麻、芝麻等。7）中美起源中心。主要作物有玉米、甘薯、陆地棉等。8）南美起源中心。主要有马铃薯、花生、烟草、木薯、海岛棉等。2.2作物的分类地球上共有植物39万余种，其中被人类利用的栽培植物有5000种左右，属于大面积种植的约200种。我国栽培作物种类约600种，其中粮食作物30多种，经济作物70种，果树作物140种，蔬菜作物110种，牧草50种，花卉130种，绿肥20种，药用植物50种。2.2.1按作物的亲疏关系分类也称作物的植物学分类，以界、门、纲、目、科、属、种为分类的各级单位，除界以外，其他各级单位可根据需要再分成若干亚级。2.2.2按作物的生理生态特性分类按作物对温度条件的要求分类可分为喜温作物和喜凉作物。棉花、水稻、玉米等夏季作物为喜温作物，小麦、大麦、油菜、蚕豆等冬季作物为喜凉作物。按作物对光周期的反应分类可分为长日照作物、短日照作物和中日型作物。在较长的日照条件下才能开花的作物，称为长日照作物。如小麦、大麦、油菜、蚕豆等冬季作物。在较短的日照条件下才能开花的作物称为短日照作物。如水稻、玉米、高粱、大豆、花生、甘蔗等大多数夏季作物。对光周期要求不很严格的作物称为中日型作物。如棉花、荞麦、豌豆等作物。按作物同化CO2的途径分类可分为三碳作物和四碳作物。水稻、棉花、小麦、大豆、烟草等属三碳作物，高粱、玉米、甘蔗等属四碳作物。2.2.3按作物用途和植物学系统相结合的分类2.2.3.1粮食作物可再分为3小类。1）谷类作物。也称禾谷类作物，绝大多数属禾本科，主要作为粮食和饲料，提供糖类和蛋白质。如，稻、麦、玉米、高粱等，荞麦通常也列入此类。2）豆类作物。均属豆科，既可直接食用，提供蛋白质，也可作为工业原料。如，大豆、绿豆、蚕豆、豌豆、小豆等。3）薯（芋）类作物。主要作为粮食或饲料，提供淀粉类食物。如，甘薯、马铃薯、木薯等。2.2.3.2经济作物也成为工业原料作物，可再分为4小类。1）油料作物。如，花生、油菜、芝麻、向日葵、蓖麻等。2）纤维作物。如，棉花、苎麻、黄麻、红麻等。3）糖料作物。如，甘蔗、甜菜，以及甜高粱、甜叶菊等。4）特用作物。如，烟草、茶、桑、薄荷、咖啡、啤酒花等。2.2.3.3牧草作物也称饲料作物，主要用于家畜饲料。如，禾本科的黑麦草、苏丹草、雀麦草、早熟禾等；豆科的三叶草、草木犀等。2.2.3.4绿肥作物以豆科为主，主要用于改土肥田。如紫云英、田箐等；另外还有红萍、水浮莲、水华生等。2.2.3.5药用作物种类繁多，主要提供中草药原料。如，人参、当归、杜仲、黄莲等。作物的分类是相对的，因为大多数作物的用途并不是单一的。3作物生长发育规律3.1作物的生长发育3.1.1作物的生长发育过程3.1.1.1作物的生育期作物从播种到收获的整个生长发育过程称为作物的一生，所经历的时间（天数）为作物（全）生育期，全生育期可人为地划分为几个生育阶段或生育期。如，禾本科的小麦可分为出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期和成熟期；双子叶作物的棉花可分为苗期、蕾期、花铃期和吐絮期等。3.1.1.2作物的生长与发育作物一生可分为生长和发育。生长是指作物个体、器官、组织或细胞在体积、重量和数量上的增加，是一个不可逆的量变过程，如根、茎、叶的生长等。发育是指作物细胞、组织和器官的分化形成过程，有时这种变化是可逆的，如幼穗分化、花芽分化、微管束发育等。3.1.1.3营养生长与生殖生长营养生长是指作物以分化、形成营养器官为主的生长，进行营养生长的时期称为营养生长期或营养生长阶段。生殖生长是指作物以分化、形成生殖器官为主的生长，进行生殖生长的时期为生殖生长期或生殖生长阶段。3.1.2作物各器官的生长发育3.1.2.1种子与种子发芽种子的概念。作物生产中所说的种子，泛指用来繁殖下一代作物的播种材料，包括有胚珠发育而成的真种子，由子房发育而成的果实，根茎类作物用于繁殖的营养器官。种子的发芽。发芽是指胚根伸出种皮形成种子根或营养器官的生殖芽开始生长的现象。包括吸水膨胀、萌动和发芽3个过程。发芽率是指能发芽的种子占供试种子的百分率，发芽势是指在某一特定时间内（一般为3天）的发芽率。3.1.2.2根的种类与根系的生长根的种类。根主要起固定植株、吸收水分和养分的作用。根可分为初生根、次生根、不定根3类。根系的生长。双子叶作物发芽后，胚根生长形成主根，主根上生长出各级侧根，形成庞大的直根系。单子叶作物除初生根外，还能在基部茎节上生长出次生根，形成须根系。3.1.2.3茎的种类、形态与茎的生长茎的种类和形态。茎主要担负支撑植株、输导物质和储藏养分的功能。茎可分为直立茎、匍匐茎、攀缘茎和缠绕茎，另外还有变态茎，如块茎、地下茎等。茎的生长。双子叶作物的茎，主要靠茎尖顶端分生组织的细胞分裂和伸长，使节数增加，节间伸长，植株逐渐长高，其节间伸长的方式为顶端生长。禾谷类作物的茎主要靠每个节间基部的居间分生组织细胞进行分裂和伸长，使每个节间伸长而逐渐长高，其节间伸长的方式为居间生长。3.1.2.4叶的形态与生长叶的形态。叶主要进行光合作用和蒸腾作用。也可分为子叶和真叶。叶的生长和衰老。双子叶作物的叶片在展开后，禾谷类作物的叶在抽出后便开始进行光合作用，在叶定型后不久光合作用达到高峰。之后，叶开始进入衰老期。3.1.2.5产量器官的形成与成熟营养器官的形成和成熟。以一般的营养器官为产量器官的作物，如甘蔗的茎，其产量器官的生长发育与普通的营养器官基本相似。以变态的营养器官为产量器官的作物，如甘薯的块根，其产量器官的生长发育与普通的营养器官有较大的差异。生殖器官的形成和成熟。许多作物的产量器官（诸如豆类、油菜的种子，禾谷类作物的颖果等）的形成和成熟就是生殖器官的分化和生长发育过程。3.2作物产量及其形成3.2.1作物的产量作物产量。指收获的具有经济价值的产品数量，也称经济产量。包括单位面积的产量，即单产，一定面积的产量，即总产。经济系数。指生物产量转化为经济产量的效率。经济系数=经济产量/生物产量。作物产量的构成因素。禾谷类作物的产量构成因素是单位面积上的有效穗数、每穗平均结实粒数和每粒平均重量，3者的乘积就是单位面积的产量。其他作物也有各自的构成因素。产量构成因素间的相互关系。产量是各构成因素之积，因素间有一定的制约和补偿关系。3.2.2作物产量的形成3.2.2.1禾谷类作物穗数。不需要分蘖的作物，如玉米、高粱的穗数取决于种植密度；大多数需要分蘖的作物，如水稻、小麦等的穗数取决于种植（移栽）密度和单株有效分蘖数。穗粒数。穗粒数取决于结实率。粒重。粒重主要取决于作物的灌浆过程。3.2.2.2双子叶作物株数。单位面积的株数由种植或移栽密度决定。铃荚数。单株铃荚数受分枝数、分枝花芽数、花芽能否成铃荚、铃荚能否成熟等影响。粒数。每个铃荚的种子数受遗传、空瘪率的影响。粒重。粒重决定于结实期长度和结实期增重速度，受作物种类、品种、环境条件和栽培技术等因素的影响。3.3作物品质与评价标准3.3.1作物品质作物的品质是指产量器官，即目标产品的质量。粮食作物的品质包括食用品质和营养品质等，经济作物的品质包括工艺品质和加工品质等。3.3.2作物品质的评价指标形态指标。指根据作物产品的外观形态来评价品质优劣的指标。如禾谷类作物籽粒的大小，棉花纤维的长度等。理化指标。指根据作物产品的生理生化分析结果评价品质优劣的指标。如小麦籽粒的蛋白质含量，玉米自立的赖氨酸含量，甘蔗、甜菜的含糖量等。食用品质。指蒸煮、口感和食味等的特性。营养品质。主要指蛋白质含量、氨基酸组成、维生素含量和微量元素含量等。工艺品质指影响产品质量的原材料特性。如棉纤维长度、细度、整齐度等。加工品质指不明显影响产品质量，但对加工过程有影响的原材料特性。如糖料作物的含糖量，油料作物的含油率等。4作物品种改良4.1优良品种及其特点品种的概念包括3个方面：1）品种是人类长期劳动的产物；2）品种应具备遗传稳定性和形态一致性；3）品种必须符合生产的需要。优良品种必须具备5个特点：1）丰产性，既要有较高的物质生产量和经济系数，又要有合理的产量结构；2）稳产性，是丰产性的基本保证，应该对当地的主要病虫害和自然灾害具有一定的抗性；3）优质性；4）早熟性，有利于多数种植，有利于避免或减轻灾害；5）广适性，要求品种能适应较大地区范围的气候条件和土壤条件、以及不同的栽培条件。4.2品种改良的途径与方法品种改良也称品种选育，包括种质资源的发掘与利用、优良基因的重组与选择、育成品种的评价与测试3个环节。品种改良方法有：4.2.1引种广义的引种指把外地或国外的新作物、新品种或品系，以及研究用的遗传材料引入当地。狭义的引种是指生产性引种，既引入能供生产上推广栽培的优良品种。4.2.2选择育种指以品种内的自然变异为材料，根据育种目标选择单株，从而获得新品种或改良原有品种的方法。包括大田选株（穗）、株（穗）行试验和产量比较3个环节。4.2.3杂交育种用基因型不同的个体为亲本，通过有性杂交，经基因分离、重组创造异质后代群体，从中选择优良个体，并进一步育成新品种的方法。4.2.4杂种优势利用杂种优势指2个基因型不同的亲本杂交所产生的杂种一代（F1），在各方面比其双亲都表现优越的现象。为了利用这种优势，人们制定了各种选育、制种的程序和方法。这种选、育、制、用的全过程，成为杂种优势利用。目前生产上采用的杂种制种方法有：1）人工去雄、授粉制种；2）利用雄性不育系制种；3）化学杀雄制种；4）利用自交不亲和性制种；5）利用标记性状（基因）识别杂种。此外还可利用三倍体杂种优势和无性繁殖作物的杂种优势。4.2.5诱变育种指利用物理和化学的方法诱发作物产生变异，然后从变异群体中选择符合育种目标的个体，进而育成新品种的方法。4.2.6生物技术在育种中的应用组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，对植物的原生质体、细胞、组织和器官进行离体培养，并控制其生长发育的一门技术。遗传工程指对遗传物质进行直接操纵、改组、重建，实现遗传性定向改造的技术，它既可以在染色体水平上进行，称染色体工程；也可在基因水平上进行，称基因工程。4.3良种的繁育与推广良种繁育也称种子生产，是对通过审定的作物优良品种按一定程序进行繁殖，使生产的种子能保持其优良种