农作物生产技术：作物栽培学总论2

1第一节作物栽培学科的发展第二节我国作物栽培学的理论成就第三节我国作物栽培技术的成就和发展趋势第四节我国种植业的分区第五节我国作物生产的现状第三章作物栽培业的现状和发展2第一节作物栽培学科的发展作物栽培学是一门古老而又年轻的学科。我国从事作物栽培历史悠久，根据考古学成果推测，已有七八千年的历史。在从春秋战国（公元前770年）开始的历代古农书对我国古代农业中的精耕细作、用地养地、抗逆栽培、因时因地因种制宜等农学思想都有详细的记载，有的思想至今都有指导价值。3第一节作物栽培学科的发展春秋战国（前770），《吕氏春秋》西汉（前1世纪），《氾胜之书》后魏（6世纪），《齐民要术》南宋（12世纪），《陈旉农书》13世纪，《农桑辑要》明，《农政全书》清（18世纪），《授时通考》等4从民国时期开始，我国开始有《作物学》课程，其内容涉及现代农业的各个学科。1949年以后，适应我国农业科学的发展和学科分工的需要，《作物学》逐渐分化，产生了独立的作物栽培学。1950’s末期，我国出版了第一部《作物栽培学》。此后，国家和各地区根据作物生产的发展和当地特点，陆续出版了不同类型的作物栽培学教材和教科书。第一节作物栽培学科的发展51980’s末期到1990’s中期，我国由农业出版社和上海科学技术出版社分工出版了一套大型的《中国主要农作物栽培学》丛书。目前又在酝酿出第二套丛书。1980年以后，北方高等农业院校一般以山东农学院主编的《作物栽培学》（北方本）为主要教材。及至1989年，农业出版社出版了杨守仁、郑丕尧主编的《作物栽培学概论》，1995年出版王树安主编的《作物栽培学各论》（北方本）。这2本书是1990’s到21世纪初北方农业院校农学专业本科生应用的权威教材。第一节作物栽培学科的发展62003年4月，于振文主编的新版面向21世纪教材《作物栽培学》（北方本）出版，目前正处于1995年版与2003年版教材的转换之中。沈阳农业大学董钻主编出版了《作物栽培学总论》第二版教材。河北省在1980’s末期到1990’s中期出版了一套《河北省主要农作物栽培》丛书，除小麦以外已基本出齐。第一节作物栽培学科的发展7在作物栽培科学的理论方面，我国学者具有独到的建树。研究明确了作物产量形成过程中产量构成因素与器官建成的关系，器官同伸规律及其调节控制原理；把作物群体作为一个完整的光合物质生产体系，研究其结构和功能，提出了作物群体合理动态结构的新概念；第二节我国作物栽培学的理论成就8研究了各种作物生长发育规律（包括经济产量和品质的形成过程），作物对养分、水分的需要及吸收利用规律。近年开展的基础理论研究，从源库平衡、养分平衡、器官平衡、激素平衡等方面探讨了作物高产、优质、高效、抗逆的生理机制。第二节我国作物栽培学的理论成就9第三节我国作物栽培技术的

成就和发展趋势一、我国作物栽培的技术成就二、我国作物栽培技术的发展趋势10一、我国作物栽培的技术成就在1950-60’s，围绕种植制度改革，研究了与多熟制配套的作物栽培技术，推广育苗移栽技术；明确各种作物在不同地区、不同肥力水平、不同品种的合理密植范围及相应的肥水管理技术；针对作物生产上的主要自然灾害如旱害、病虫草害、低温冷害、洼涝渍害、小麦霜冻、水稻烂秧等进行了研究，并提出了相应的技术措施，保证了作物大面积稳产高产。111970’s末期以后，我国的作物栽培技术有了新的发展。主要表现在：规范化、模式化栽培技术得到推广；如我校参与的：河北省小麦模式化栽培技术（省科技进步一等奖，国家科技进步二等奖）河北省玉米模式化栽培技术（省科技进步一等奖，国家科技进步三等奖）主研：棉花亩产皮棉百公斤栽培技术体系优化配方施肥技术大面积应用；一、我国作物栽培的技术成就12植物生长调节剂的应用研究发展迅速，并已建立了几种作物的化控栽培工程技术体系；多种作物叶龄模式建立，与其配套的器官促控技术得到广泛应用；在中低产地区研究推广了作物抗逆综合技术体系；在高产条件下研究提出了高产更高产的技术途径与技术体系；免耕与地膜覆盖技术在不同条件下大面积应用。一、我国作物栽培的技术成就131990’s以来，以优质、高产、高效、无害化生产相结合为目的的及综合利用周年自然资源的栽培技术体系的研究正在广泛进行。河北省代表性成果：小麦-玉米一体化超高产技术体系，省科技进步三等奖，河北省小麦、玉米光合生产潜力及高光效技术体系，专用强筋小麦的品质形成规律及其调控技术一、我国作物栽培的技术成就14二、我国作物栽培技术的发展趋势实际上，我国的作物栽培技术，早在战国时期就已走上了精耕细作、提高单产的道路。现在普遍认为，对待作物栽培技术，应该吸取各学科发展的新技术，在继承传统的基础上有进一步的提高，向高产、优质、高效、低耗和无害化生产的方向发展。15随着科学技术的进步，有可能不断为作物生产提供高产优质品种、新能源、新技术和新材料。作物栽培与其他学科的杂交，产生出明显的杂交优势。例如：由于塑料工业的发展，作物栽培与塑料工业杂交，为作物栽培带来了大棚生产、地膜育秧和地膜覆盖栽培，不但可以使作物播种期提早，而且使南方作物北移，充分利用早春和暮秋季节，进一步提高了复种指数，地膜覆盖还有避免和减少土壤冲刷、表土结构破坏和养分流失，抑制病虫草害的作用。二、我国作物栽培技术的发展趋势16轻型输水管道材料的发展，使近年来喷灌、滴灌等微灌技术的推广成为可能，不仅节省水电，而且更符合作物高产和生理需水规律，避免水肥土流失。遗传工程能够创造高光效、高产、优质、抗病新品种，为进一步提高作物产量提供了可能性。组织培养技术不但能育成新品种，而且能利用少数细胞繁殖后代，从而大量节省种子或其他播种材料，免除大量调运和因调运带来的病虫草害流行等不利因素。二、我国作物栽培技术的发展趋势17作物的水培、沙培、气培等无土栽培新技术也逐渐在作物生产中应用，为作物栽培向工业化方向发展提供了更大可能性。遥感、遥控等新技术也逐渐在作物栽培中采用，从而有可能使作物的模式化栽培达到一个新的境界。综合上述，作物栽培技术的发展趋势，是从单项技术的应用到多项技术的综合运用。二、我国作物栽培技术的发展趋势18近年来，在作物栽培技术研究中还广泛运用了农业系统工程原理，对作物生产系统的模拟和调控进行探讨。由于作物生产系统中的组分十分复杂，并且收投资、资源、气候、季节、地域等各种因素的影响，加之作物生产周期长，有些方面甚至根本无法统一定性或定量研究。但如果利用计算机模拟，就可能克服这些障碍，寻求优化方案，为高产栽培提供科学依据。二、我国作物栽培技术的发展趋势19第四节我国种植业的分区我国位于亚洲大陆东部，面积960万km2，东西向、南北向的长度都在5000km以上，地势、地貌千差万别，气候差异悬殊。这样，就形成了我国丰富多彩的农业自然条件和资源。为了充分利用农业资源，因地制宜发展农业生产，1970’s末期，全国农业区划委员会领导的全国农业综合区划，将全国划分为10个具有不同特点的一级综合农业区和38个二级农业区。201980’s初，中国农业科学院等单位在此基础上，依据：（1）发展种植业的自然条件和社会经济条件；（2）作物结构、布局和种植制度；（3）种植业发展和关键措施等的相对一致性，并保持县级行政区界的完整性；将全国种植业划分为10个一级区和31个二级区。一级区是以地理位置、农业地貌类型和在全国所占地位命名，二级区则以地理位置和地貌类型命名。第四节我国种植业的分区21中国农业科学院等种植业分区中的10个一级区：一、东北大豆、春麦、玉米、甜菜区二、北部高原小杂粮、甜菜区三、黄淮海棉、麦、油、烟、果区四、长江中下游稻、棉、油、桑、茶区五、南方丘陵双季稻、茶、柑桔区六、华南双季稻、甘蔗、热带作物区七、川陕盆地稻、玉米、薯类、桑、柑桔区八、云贵高原稻、玉米、烟草区九、西北绿洲麦、棉、甜菜、葡萄区十、青藏高原青稞、小麦、油菜区第四节我国种植业的分区22一、东北大豆、春麦、玉米、甜菜区包括黑龙江、吉林、辽宁3省及内蒙古部分地区，共180个县（旗、市），总耕地1643万公顷（1980年），占全国的16.5%。大部地区为一年一熟，南部可二年三熟或一年二熟。主要作物有大豆、玉米、高粱、谷子、春小麦、马铃薯、水稻、甜菜、亚麻及早熟棉等。其中大豆、春小麦、高粱播种面积为全国的37%、46%和49%，产量和质量均居全国之冠。玉米面积占全区粮食的35%，居首位。北部是马铃薯集中产区，也是全国（马铃薯的）种薯基地。甜菜面积和产量均占全国的70%以上，亚麻产量占全国90%以上，是我国的甜菜和亚麻基地。23本区包括内蒙古的包头以东地区，辽宁西部，冀、晋、陕西北部，甘肃中东部，青海东部和宁夏南部，共275个县（旗、市），总耕地1453万公顷（1980年），占全国的14.4%。本区主要由内蒙古高原和黄土高原组成，大部分地区一年一熟，粮食作物以旱粮为主，经济作物有甜菜、油菜、胡麻和向日葵等，是我国旱地农业较为集中的地区之一，也是农牧交错区。本区滩川荒地较多，日照充足，日较差大，有利甜菜生长和糖分积累，甜菜面积和产量居全国第三位。本区分3个二级区：内蒙古北部区；黄土高原区；长城沿线区。二、北部高原小杂粮、甜菜区24三、黄淮海棉、麦、油、烟、果区本区位于长城以南，太行山以东，渭北高原以南，秦岭淮河以北，包括京、津及山东全省，冀、豫大部，苏、皖两省淮河以北，山西南部和陕西的关中平原，共456个县（市），耕地面积占全国的25.6%。本区3/4为平原，土层深厚肥沃，光照充足，热量丰富。作物二年三熟或一年二熟，作物种类繁多，其中冬小麦、棉花、花生、芝麻面积和产量均占全国1/2左右，烤烟占60%，是我国重要的粮、棉、油、烟、果等集中产区。本区分5个二级区：燕山太行山山麓平原区；冀鲁豫低洼平原区；黄淮平原区；山东丘陵区；汾渭谷地豫西丘陵区。25包括上海市及皖、苏、鄂大部，浙、赣、湘三省北部的三湖平原，共243个县（市），耕地1167万公顷，其中水田占2/3。作物多一年二熟。除部分低丘岗地外，均为长江中下游冲积平原，土质肥沃，水网密布，湖泊众多，素有鱼米之乡美誉。是我国粮、棉、油、麻、丝、茶等重要产地，稻谷、棉、油菜面积和产量均占全国1/3，麻类作物面积占全国的18%，产量占30%。四、长江中下游稻、棉、油、桑、茶区26五、南方丘陵双季稻、茶、柑桔区本区位于长江中下游平原区以南，华南区以北，雪峰山脉以东至东海之滨，包括湘、浙、赣、闽4省大部、皖南、鄂东南、粤北、桂东北共297个县（市），耕地740万公顷，其中水田占80%。全区属中亚热带，气候温暖湿润，大部分地区可种双季稻、油菜、茶、柑桔等。其中，双季稻栽培面积占水田面积的70%以上，是我国双季稻比重较高的地区之一。27六、华南双季稻、甘蔗、热带作物区包括福建南部、广东中部和南部、广西、云南南部及台湾省，共191个县（市，不包括台湾省），耕地574万公顷。全区地处热带，作物种类繁多。其中，粮食作物中双季稻栽培面积占90%以上。甘蔗面积和产量占全国的2/3。龙舌兰麻、香茅、咖啡等热带作物都分布在这一地区。28七、川陕盆地稻、玉米、薯类、桑、柑桔区包括陕西秦岭以南地区，鄂西山区，四川盆地，甘肃东南部及豫西两县共199个县（市），耕地773万公顷。耕地中旱地占58%，水田占42%。粮食作物中水旱粮并重，水稻占主要地位，其次是玉米、甘薯、小麦等。经济作物以油菜、桑、柑橘为主，其次是甘蔗、烤烟、药材等。29八、云贵高原稻、玉米、烟草区包括云、贵中北部，湘西及桂西北、川西南，共247个县，耕地537万公顷。该区丘陵起伏，地形复杂，气候差异大，有高寒山地，也有温暖盆地，立体农业明显，种植制度复杂多样，烤烟品质极佳。因生态条件复杂，作物种类和品种极为丰富，从热带到寒带作物均有分布，有不少特用种和野生种，是全国农作物品种资源最丰富的地区之一。30包括新疆全区，甘肃河西走廊，青海柴达木盆地，宁夏西北部及内蒙古西部，共137个县（市），国土面积占全国1/4以上，但耕地仅447万公顷。本区地处欧亚大陆中心，距海洋远，是典型大陆性气候，阳光充足，昼夜温差大。需灌溉才有种植业，全区90%左右的耕地是灌溉区，有灌溉水源的地被垦为农田，种植作物，成为绿洲。粮食作物以小麦为主。南疆有长绒棉，北疆有甜菜基地，葡萄总产量占全国的一半。近20年来棉花发展迅速，面积和总产量由占全国3%左右提高到占30%以上。九、西北绿洲麦、棉、甜菜、葡萄区31包括西藏全区，青海南部和东北部，川西、甘南及云南西北部两县，共129个县（市），国土面积约占全国1/5以上，但耕地仅50万公顷。本区大部地区海拔在3000m以上，无绝对无霜期，气温日较差大，光能资源丰富。主要为牧区，农作物一年一熟，多为喜凉耐寒作物，其中青稞、小麦、豌豆、油菜4种作物面积最大，占该区作物播种面积的90%左右。十、青藏高原青稞、小麦、油菜区32第五节我国作物生产的现状一、作物生产的成就二、作物生产面临的问题三、河北省的作物生产现状33一、作物生产的成就新中国成立以后，我国的作物生产取得很大成就。粮食作物在播种面积基本稳定在1.1万公顷的条件下，总产量增加3.53倍，单位面积产量提高3.38倍。但因为所谓的政策性调整，1999年减产0.8%，2000年减产9%，2001年减产1.9%。2003年减到10年来的最低点43070万吨。2004年经过全国上下的共同努力，实现了恢复性增长，达到46950万吨，但仍低于历史最高水平。34新中国成立以后，我国的作物生产取得很大成就。由表1-1可见，从1949年到1998年的50年中，棉花在50年中播种面积扩大61.0%，曾在1984年和1992年扩大1.5倍左右，但以后因调整种植结构而徘徊下降；50年中棉花总产量提高9.13倍，曾在1984年提高13倍；单产则提高了5.2倍。油料作物播种面积扩大2.1倍，总产增加8.0倍，单位面积产量提高1.95倍。一、作物生产的成就35表1-1新中国成立以来作物栽培业的发展实绩(1)36表1-1新中国成立以来作物栽培业的发展实绩(2)37我国和世界近几十年来各类作物总产量的增加，前期主要是依靠提高复种，扩大复种面积，中后期则主要依靠提高单产而取得。尤其我国更是如此，1949~1999年粮食作物总产量的增加主要靠单产的提高；皮棉总产量中因扩大面积增产7%，因单产提高增产93%；油料总产量中因扩大面积增产27%，因单产提高增产73%。一、作物生产的成就38二、作物生产面临的问题（一）水资源缺乏，农业基础条件差（二）人口持续增长对作物生产的压力（三）粮食生产重心转移与粮食地域平衡（四）粮食生产的品种结构（五）技术发展与小规模生产的矛盾（六）作物的高产优质高效生产39（一）水资源缺乏，农业基础条件差

根据径流量计算，亚洲大陆拥有世界约32%的水资源，居各大洲之首。但亚洲人均水量最少，平均为每人年3300m3；中国每人年仅?m3；为世界平均值的1/4。全国水资源分布不均南方耕地占36%，水资源占83%北方64%17%40（一）水资源缺乏，农业基础条件差

中国中低产田面积大，占全部耕地的2/3有效灌溉面积约50%，其粮食产量占2/3实际灌溉面积更小作物生产的稳产抗灾能力较差411950’s初期5亿198010亿199812亿目前13亿粮食需求量5.2亿吨201014~14.5亿5.6~5.9亿吨202015亿6~6.4亿吨目前生产能力5亿吨左右。压力巨大（二）人口持续增长对作物生产的压力42粮食生产重心由南向北、由东向西转移粮食生产重心的生产条件更差粮食“南粮北调”转变为“北粮南运”，加剧地区间财富分配的不平等（三）粮食生产重心转移与粮食地域平衡43（四）粮食生产的品种结构小麦普通品种的过剩与优质小麦进口并存状况的改善优质小麦科研的迅速发展与振兴小麦产业加入WTO之前的未雨绸缪与加入WTO之后的对策和效果水稻北方居民对粳稻需求量增加，南方对籼稻的需求减少，优质稻米供求矛盾突出玉米生产发展迅速，需求增产势头强劲大豆生产发展不快，专用品种较少，自产量与进口量大致持平优化不同种类和不同品种的生产结构任重道远！44新品种的推广农业机械化、电气化、信息化的发展迅速现代化技术与小规模、落后的经营方式的矛盾凸现改革农业生产的组织形式，实现规模化生产的必要性与尝试（五）现代化技术发展与小规模生产的矛盾45（六）作物的高产优质高效生产高产是基础，优质是前提，高效是目标没有高产，只有优质，难以形成规模效益；没有优质，只有高产，难以参与市场竞争；即使高产优质，不能保证低成本，不仅浪费资源，而且难以调动生产者的积极性。因地制宜，以市场为导向，围绕高效益发展优质农产品，在优质前提下夺取高产，是作物生产的可持续发展道路。46三、河北省的作物生产现状（一）河北省的粮食生产（二）河北省的棉花生产（避免重复）（三）河北省的油料生产47（一）河北省的粮食生产1粮食生产发展概况2粮食生产中的主要问题481粮食生产发展概况河北省全省耕地9200多万亩水浇地6462万亩，占耕地面积的70%左右有效灌溉面积6620万亩，占耕地面积的72%河北省是全国13个粮食主产省份之一，粮食播种面积和总产量分别居全国第5位和第8位。49粮食生产对全省农民的增收具有举足轻重的作用。2000年，农民人均粮食收入约650元，占人均纯收入的26.2%2003年人均粮食收入约700元，占人均纯收入的24.62%所以，粮食收入的增加对农民收入的增长具有重要的支撑作用。1粮食生产发展概况501949年以来，河北省粮食产量主要经历了以下几个阶段：1949－1958，快速发展阶段1959－1963，滑坡阶段1964－1987，持续发展阶段1988－1998，再创新高阶段1998－2003，产量调减阶段2004—，产量恢复阶段1粮食生产发展概况511粮食生产发展概况52改革开放以来，粮食综合生产能力有了较大提高，粮食生产连续跨越4个台阶1982年，总产1751.85万吨，摘掉“缺粮省”帽子1991年，总产2268.7万吨，实现由粮食调入省向调出省的转变1994年，总产2523.46万吨，登上2500万吨台阶1998年，达到历史最好水平，播种面积10958.65万亩，总产2917.48万吨，人均占有量445.5公斤。1粮食生产发展概况53粮食生产能力和生产水平的不断提高进一步强化了农业基础地位对确保社会稳定和促进国民经济持续健康发展发挥了重要作用为农业和农村经济发展进入新阶段打下了基础，为推进农业结构战略性调整创造了前提条件和有力的保证。1粮食生产发展概况541999年起，根据粮食市场、库存和种粮比较效益等情况，开始进行结构调整和生态退耕，粮食种植面积和总产开始呈下降趋势。年份播种面积总产人均占有量199910854.2万亩2746.3万吨416.6公斤20038916万亩2387.8万吨356公斤比1998－2042.6万亩－529.68万吨－89.5公斤－18.6%－18.1%－20%1粮食生产发展概况552项变化（1）品种、品质结构调整加快由追求产量到以满足优质化、多样化的需求为主由单一的大路产品向优质品种方向发展品种结构进行了较大程度调整玉米播种面积增加较多2003年全省优质专用小麦面积1225万亩，占小麦总播种面积的37.3%优质专用玉米1200万亩，占全省玉米面积的32%高蛋白大豆、高油大豆等优质大豆品种示范成功1粮食生产发展概况562项变化（2）区域布局更加合理，区域集中优势日益明显小麦生产：石家庄、邯郸、邢台、保定、衡水玉米生产：邯郸、邢台大豆生产：石家庄、唐山初步形成京山、京广铁路沿线优质小麦、专用玉米生产带；黑龙港流域、太行山区、北部地区杂粮集中生产区1粮食生产发展概况572粮食生产中的主要问题（1）生产受政策、价格、比较效益、农民种粮积极性等影响较大，易出现大起大落。粮食价格低，种粮效益差，农民收入少，造成农民种粮投入减少，科学种粮的积极性下降，已有的粮食丰产技术推广普及困难加大。

58592粮食生产中的主要问题（2）河北省是严重资源性缺水地区，水资源匮乏成为限制河北省粮食生产的瓶颈之一常年平均降水量536毫米全省水资源总量仅为203亿立方米人均、亩均水资源量仅分别占全国平均值的1/7和1/9，可以和世界上干旱严重的中东地区相提并论1997—2002年全省平均年降雨量比常年减少20%，水资源减少34.6%每年超采地下水50亿立方米602粮食生产中的主要问题2001年平原浅层地下水位最大下降