2.保障食物安全 食物安全是指能够有效地提供全体居民以数量充足、结构合理、质量达标的包 括粮食在内的各种食物。食物安全还有一个涵义,即要有充足的粮食储备。粮食的 最低安全系数是储备量至少应占需要量的17%~18%。食物安全还要求提高食物 生产环境质量,建立无公害的生产基地,研究作物的无公害优质栽培技术,发展优 质、专用、无公害农产品,保护环境,以保障健康食品的有效供给。 3.增加供给的多样性 过去,迫于人口压力,我们长期强调“以粮为纲”,导致我国农业结构的单 化。在我国粮食基本达到供需平衡的情况下,应调整农业内部结构,要积极发展畜 牧业和水产、养殖业,这既促进了种植业结构调整,由“粮食作物一经济作物” 元结构向“粮食作物一经济作物一饲料作物”三元结构的转变;又为改善我国人民 的食物构成提供了物质基础。种植业结构的调整,要求作物栽培学拓宽硏究领域, 需要研究的作物种类更加丰富多样。 4.实现农业可持续发展 20世纪以来,随着科技进步和社会生产力的极大提高,人类创造了前所未有的 物质财富,推进了文明发展的进程。与此同时,人口剧增、资源过度消耗、环境污 染、生态失衡日益突出,“人口、资源、环境与食物”的矛盾已成为全球性的问 题。在作物生产上,发达国家大量使用化肥、农药、除草剂等化学合成品,在提高 作物产量的同时,也导致了污染、生产成本过高、经济效益下降以及农药残留等问 题。发展中国家则由于人口相对多,滥用土地、过度开发,粗放和掠夺式经营,又 造成耕地荒漠化、盐碱化以及水土流失等资源退化现象日益加剧。在上述背景下, 各国学术界不约而同地提出了可持续农业( Sustainable Agriculture)的发展方 向。可持续农业有两个涵义,一是发展生产满足当代人的需要,二是发展生产不以 损坏环境为代价,使各种资源得到延续利用。 《中国21世纪议程一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》" China’ s Agenda 21--China 2lst century Populations, Environment And Development White paper"(1994)指出:“农业是中国国民经济的基础。农业与农村的可持续发 展,是中国可持续发展的根本保证和优先领域”。近20年来,我国农村贫穷落后 的面貌有了很大的改变,农民已实现了温饱,正朝着小康迈进。然而,我国农业和 农村发展也面临一系列严重问题。其中包括人口基数太大,人均耕地少,农业自然 资源人均占有量逐年下降,人均粮食占有量不多;农业综合生产力低,抗灾能力 差,农业生产率常有较大的波动;土地退化严重,受污染耕地面积大,农业环境污 染日益加重,自然灾害频繁
2．保障食物安全 食物安全是指能够有效地提供全体居民以数量充足、结构合理、质量达标的包 括粮食在内的各种食物。食物安全还有一个涵义，即要有充足的粮食储备。粮食的 最低安全系数是储备量至少应占需要量的 17％～18％。食物安全还要求提高食物 生产环境质量，建立无公害的生产基地，研究作物的无公害优质栽培技术，发展优 质、专用、无公害农产品，保护环境，以保障健康食品的有效供给。 3．增加供给的多样性 过去，迫于人口压力，我们长期强调“以粮为纲”，导致我国农业结构的单一 化。在我国粮食基本达到供需平衡的情况下，应调整农业内部结构，要积极发展畜 牧业和水产、养殖业，这既促进了种植业结构调整，由“粮食作物一经济作物”二 元结构向“粮食作物一经济作物一饲料作物”三元结构的转变；又为改善我国人民 的食物构成提供了物质基础。种植业结构的调整，要求作物栽培学拓宽研究领域， 需要研究的作物种类更加丰富多样。 4．实现农业可持续发展 20 世纪以来，随着科技进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的 物质财富，推进了文明发展的进程。与此同时，人口剧增、资源过度消耗、环境污 染、生态失衡日益突出，“人口、资源、环境与食物”的矛盾已成为全球性的问 题。在作物生产上，发达国家大量使用化肥、农药、除草剂等化学合成品，在提高 作物产量的同时，也导致了污染、生产成本过高、经济效益下降以及农药残留等问 题。发展中国家则由于人口相对多，滥用土地、过度开发，粗放和掠夺式经营，又 造成耕地荒漠化、盐碱化以及水土流失等资源退化现象日益加剧。在上述背景下， 各国学术界不约而同地提出了可持续农业(Sustainable Agriculture)的发展方 向。可持续农业有两个涵义，一是发展生产满足当代人的需要，二是发展生产不以 损坏环境为代价，使各种资源得到延续利用。 《中国 21 世纪议程—中国 21 世纪人口、环境与发展白皮书》"China's Agenda 21 - - China 21st century Populations, Environment And Development White paper" (1994) 指出：“农业是中国国民经济的基础。农业与农村的可持续发 展，是中国可持续发展的根本保证和优先领域”。近 20 年来，我国农村贫穷落后 的面貌有了很大的改变，农民已实现了温饱，正朝着小康迈进。然而，我国农业和 农村发展也面临一系列严重问题。其中包括人口基数太大，人均耕地少，农业自然 资源人均占有量逐年下降，人均粮食占有量不多；农业综合生产力低，抗灾能力 差，农业生产率常有较大的波动；土地退化严重，受污染耕地面积大，农业环境污 染日益加重，自然灾害频繁
我国的农业和农村要解决上述问题,必须走可持续发展的道路。可持续发展的 目标是改变农村贫困落后的面貌,逐渐达到农业生产率的稳定增长,提高食物生产 数量和质量,保护食物安全,发展农村经济,增加农民收入。只有走可持续发展的 道路,才能够保护和改善农业生态环境,合理、永续地利用自然资源,最终实现人 口、环境与发展的和谐与协调。 5.提高作物生产效益 长期以来,我国的作物生产一直将高产作为追求的目标,围绕作物高产,技术 超常密集,无节制地追加物化技术,过量使用化肥、农药、生长调节剂,造成流失 多,利用率低,污染环境,成本高,效益低。现代农业科学技术要求利用最合理的 自然资源配置,以最低的能耗获得最大的经济效益,硏究发展精确适度简化髙效栽 培技术,降低生产成本,提高作物生产效益。 6.改普作物的品质 与发达国家相比,总体说来,我国作物产品的品质较低。作物产品的品质受环 境条件和栽培技术的影响,如我国已选育出品质较好的强筋专用小麦品种,但是由 于配套的栽培技术研究薄弱,推广率低,致使生产的商品强筋专用小麦品质不稳 定。所以,进行作物品质形成理论与保优节本栽培技术的研究,改善作物的品质, 对满足人民生活水平提高的需求和提高我国农产品的国际竞争力具有重要意义 四、作物栽培研究法 研究作物栽培的基本方法是田间进行试验。任何一个作物、品种或一项措施、 技术,都必须在当地通过田间试验和示范,证实其确有应用价值(增产、增收或降 低成本、省工省力),方可推广应用 田间试验法即产量对比法,是对不同作物品种或不同栽培技术措施进田间小区 或大田对比试验。这种对比法一般要设置若干个处理、安排若干次重复,进行田间 比较,试验过程中要进行详细的观察测定和记载,收获时进行测产、考种,最后将 试验结果进行统计分析,决定品种或措施的优劣和取舍。产量对比法是当前普遍采 用的研究法。 对于作物自身生长发育和产量形成进行研究,常采用下列方法 生物观察法作物生产的过程是作物生长发育、器官建成、产量形成和 物质积累的过程。对这些过程进行跟踪,必须通过肉眼观察和仪器测量。这是搜集 科学事实和自然信息的基本途径。作物的形态、结构与机能是统一的,作物的局部 与整体是一致的。因此,在观察作物的形态、结构时要结合其机能,观察局部时要 联系其整体 2.生长分析法生长分析法的出发点是,作物的生育进程以植株的干物质 积累来衡量,干物质积累又与光合面积(叶面积)有直接的关系。比较同一作物不同
我国的农业和农村要解决上述问题，必须走可持续发展的道路。可持续发展的 目标是改变农村贫困落后的面貌，逐渐达到农业生产率的稳定增长，提高食物生产 数量和质量，保护食物安全，发展农村经济，增加农民收入。只有走可持续发展的 道路，才能够保护和改善农业生态环境，合理、永续地利用自然资源，最终实现人 口、环境与发展的和谐与协调。 5．提高作物生产效益 长期以来，我国的作物生产一直将高产作为追求的目标，围绕作物高产，技术 超常密集，无节制地追加物化技术，过量使用化肥、农药、生长调节剂，造成流失 多，利用率低，污染环境，成本高，效益低。现代农业科学技术要求利用最合理的 自然资源配置，以最低的能耗获得最大的经济效益，研究发展精确适度简化高效栽 培技术，降低生产成本，提高作物生产效益。 6．改善作物的品质 与发达国家相比，总体说来，我国作物产品的品质较低。作物产品的品质受环 境条件和栽培技术的影响，如我国已选育出品质较好的强筋专用小麦品种，但是由 于配套的栽培技术研究薄弱，推广率低，致使生产的商品强筋专用小麦品质不稳 定。所以，进行作物品质形成理论与保优节本栽培技术的研究，改善作物的品质， 对满足人民生活水平提高的需求和提高我国农产品的国际竞争力具有重要意义。 四、作物栽培研究法 研究作物栽培的基本方法是田间进行试验。任何一个作物、品种或一项措施、 技术，都必须在当地通过田间试验和示范，证实其确有应用价值(增产、增收或降 低成本、省工省力)，方可推广应用。 田间试验法即产量对比法，是对不同作物品种或不同栽培技术措施进田间小区 或大田对比试验。这种对比法一般要设置若干个处理、安排若干次重复，进行田间 比较，试验过程中要进行详细的观察测定和记载，收获时进行测产、考种，最后将 试验结果进行统计分析，决定品种或措施的优劣和取舍。产量对比法是当前普遍采 用的研究法。 对于作物自身生长发育和产量形成进行研究，常采用下列方法： 1．生物观察法 作物生产的过程是作物生长发育、器官建成、产量形成和 物质积累的过程。对这些过程进行跟踪，必须通过肉眼观察和仪器测量。这是搜集 科学事实和自然信息的基本途径。作物的形态、结构与机能是统一的，作物的局部 与整体是一致的。因此，在观察作物的形态、结构时要结合其机能，观察局部时要 联系其整体。 2．生长分析法 生长分析法的出发点是，作物的生育进程以植株的干物质 积累来衡量，干物质积累又与光合面积(叶面积)有直接的关系。比较同一作物不同
品种,或者同一品种不同栽培条件下叶面积消长和干物质积累的差异,可以在一定 程度上鉴别品种的好差和栽培技术措施的优劣 生长分析法的具体做法是,间隔一定的天数,在田间进行取样调查,测定叶面 积消长和干物质动态,有时还将植株各不同器官分别进行测定。 3.发育研究法发育研究法是在作物生育期间,每隔一定的天数测量植株 的生长状况,譬如稻、麦,则特别注意分蘖消长、穗分化状况等的测定,因为这些 性状直接关系到稻麦的最终产量构成和产量。 4.生长发育研究法生长发育研究法是在生长分析法和发育研究法的基础 上形成的。生长发育研究法的做法是,根据器官建成规律,调查各营养器官的分 化、发展和衰亡时期及其持续时间;观察穗分化(禾谷类作物)和花芽分化进程,追 踪小穗、小花(或花芽)分化数、退化数(或脱落数)和成粒数及其临界期;测定不同 时期有效叶面积及各器官的干重、碳素和氮素的含量以及碳氮比等:最后分析查明 产量构成的各个因素。通过生长发育状况的分析,可以评估某种栽培技术措施的作 用和优劣,进而制定出相应的促进或控制的措施
品种，或者同一品种不同栽培条件下叶面积消长和干物质积累的差异，可以在一定 程度上鉴别品种的好差和栽培技术措施的优劣。 生长分析法的具体做法是，间隔一定的天数，在田间进行取样调查，测定叶面 积消长和干物质动态，有时还将植株各不同器官分别进行测定。 3．发育研究法 发育研究法是在作物生育期间，每隔一定的天数测量植株 的生长状况，譬如稻、麦，则特别注意分蘖消长、穗分化状况等的测定，因为这些 性状直接关系到稻麦的最终产量构成和产量。 4．生长发育研究法 生长发育研究法是在生长分析法和发育研究法的基础 上形成的。生长发育研究法的做法是，根据器官建成规律，调查各营养器官的分 化、发展和衰亡时期及其持续时间；观察穗分化(禾谷类作物)和花芽分化进程，追 踪小穗、小花(或花芽)分化数、退化数(或脱落数)和成粒数及其临界期；测定不同 时期有效叶面积及各器官的干重、碳素和氮素的含量以及碳氮比等；最后分析查明 产量构成的各个因素。通过生长发育状况的分析，可以评估某种栽培技术措施的作 用和优劣，进而制定出相应的促进或控制的措施
第二节作物的起源和起源中 、作物的起源 1.作物的起源过程 现今栽培的作物 Nowadays cultivates crops是人类从野生植物 wild plant 中经过长期驯化选择培育而来,是自然选择和人类劳动的产物和成果。人类从猿到 人经过了漫长的岁月,古人类获得食物的手段除了渔猎外,主要靠采集野生植物。 采集是为了得到可以食用的东西,所以采集时必然伴随着选择。人们常常把所采集 到的植物带到临时或半临时住地食用,其中一部分被遗弃或埋藏起来,那些具有繁 殖能力的果实、种子、块根、块茎等在住地附近开始繁衍起来。由于住地附近人类 的排泄物使土壤比较肥沃,所以植物生长格外繁茂。人们还发现从近处的植物群落 中就能获得适合食用的植物,于是便对这类植物开始引起注意,并逐渐从野生植物 群落中把它们分离出来并加以保护,这是由采集野生植物转变为栽培植物的萌芽。 当人们对某些植物的需要量超过植物的供应量时,人们便开始有意识地种植这 些植物,并注意选择其中果型大,生产多,成熟后脱落损失少的类型。开始种植野 生植物仅仅是农业诞生的第一步,但若不进行培育,野生植物也不会驯化为栽培植 物。 薯类和禾谷类可能是最早被驯化的植物。因为薯类在采挖后,遗留在土壤里的 残根又长成新薯,于是给人以人工种薯的启示。禾谷类种子适应性强,生长期短, 结实多,成熟期较一致,易储藏,所以易被驯化、种植。人类在从事种植野生植物 的过程中,不断改善栽培技术,逐渐积累了经验,在此基础上通过长期的自然选择 和人工选择,适合人类需要的那些变异类型被保留下来,使野生植物逐步转变为栽 培作物 2.作物起源过程总结 原始人类靠采集、狩猎获取食物、居无定所,后半定居、定居,多余植物保存、 埋藏,吃剩果核、种子等遗弃后在驻地重新生长出来(“种”的启示);人类排泄 物使定居点周围土地越来越肥,植物生长比其他地方好(“施肥”的启示);狩猎 到暂时吃不掉的动物圈养起来,饿的直叫,要吃的(养殖的启示)。人们对这些植 物格外注意并从野生植物中分离出来加以保护。(采集走向栽培的萌芽)有意识地 种植,挑选适口性好、生命力强的类型(自然选择和人工选择),有利于人类的基 因逐渐保留,久而久之,野生植物变为栽培作物。 3.植物的起源 也就是农业的起源,也是人类文明史的开始,英文 Culture即“栽培”,又 叫“文明”,“农耕伊始。文化紧随”。 二、栽培植物起源中心
第二节 作物的起源和起源中心 一、作物的起源 1. 作物的起源过程 现今栽培的作物 Nowadays cultivates crops 是人类从野生植物 wild plant 中经过长期驯化选择培育而来，是自然选择和人类劳动的产物和成果。人类从猿到 人经过了漫长的岁月，古人类获得食物的手段除了渔猎外，主要靠采集野生植物。 采集是为了得到可以食用的东西，所以采集时必然伴随着选择。人们常常把所采集 到的植物带到临时或半临时住地食用，其中一部分被遗弃或埋藏起来，那些具有繁 殖能力的果实、种子、块根、块茎等在住地附近开始繁衍起来。由于住地附近人类 的排泄物使土壤比较肥沃，所以植物生长格外繁茂。人们还发现从近处的植物群落 中就能获得适合食用的植物，于是便对这类植物开始引起注意，并逐渐从野生植物 群落中把它们分离出来并加以保护，这是由采集野生植物转变为栽培植物的萌芽。 当人们对某些植物的需要量超过植物的供应量时，人们便开始有意识地种植这 些植物，并注意选择其中果型大，生产多，成熟后脱落损失少的类型。开始种植野 生植物仅仅是农业诞生的第一步，但若不进行培育，野生植物也不会驯化为栽培植 物。 薯类和禾谷类可能是最早被驯化的植物。因为薯类在采挖后，遗留在土壤里的 残根又长成新薯，于是给人以人工种薯的启示。禾谷类种子适应性强，生长期短， 结实多，成熟期较一致，易储藏，所以易被驯化、种植。人类在从事种植野生植物 的过程中，不断改善栽培技术，逐渐积累了经验，在此基础上通过长期的自然选择 和人工选择，适合人类需要的那些变异类型被保留下来，使野生植物逐步转变为栽 培作物。 2．作物起源过程总结 原始人类靠采集、狩猎获取食物、居无定所，后半定居、定居，多余植物保存、 埋藏，吃剩果核、种子等遗弃后在驻地重新生长出来（“种”的启示）；人类排泄 物使定居点周围土地越来越肥，植物生长比其他地方好（“施肥”的启示）；狩猎 到暂时吃不掉的动物圈养起来，饿的直叫，要吃的（养殖的启示）。人们对这些植 物格外注意并从野生植物中分离出来加以保护。（采集走向栽培的萌芽）有意识地 种植，挑选适口性好、生命力强的类型（自然选择和人工选择），有利于人类的基 因逐渐保留，久而久之，野生植物变为栽培作物。 3．植物的起源 也就是农业的起源，也是人类文明史的开始，英文 Culture 即“栽培”，又 叫“文明”，“农耕伊始。文化紧随”。 二、栽培植物起源中心
自然界至今还存在着某些作物的祖先,例如野生大豆、野生稻等。但大多数栽 培作物与其祖先的模样大不相同,究竟现今栽培作物起源于何地,这个问题很早就 为植物学家、育种学家和栽培学家所重视。对作物起源研究较早的是瑞士植物学家 德·康德尔,他所研究的247种作物中他认为有199种来自旧大陆,45种来自新大 陆,5种来历不明,并断定一个物种丰富的地区未必是它的起源中心。 从表1-1资料可以看出,不论研究者从何种角度论证,中国作为世界栽培植物 的起源中心之一的重要地位是举世公认的。瓦维洛夫(1935)根据前苏联作物栽培工 作者在世界5大洲60多个国家进行多次考察的结果,确定了主要栽培植物的8个 独立起源地。这位世界公认的伟大学者称中国的中部和西部山区及其毗邻的低地是 “第一个最大的独立的世界农业发源地和栽培植物起源地”。 表1-1关于世界栽培植物起源中心的诸家观点 学者(发表年 主要观点 中国所处地位 份) ,世界栽培植物首先驯化地,、,AmA 康多尔 区包括:(1)中国, (2)西南亚及埃及,(3)热带美洲 地区 瓦维洛夫 首倡多样性中心学说,分世界栽培中国属第1起源中 (1935) 植物为8个起源中心 瓦维洛夫扩大为19个起源地区 中国属第12地区 (1940) 达灵顿等修改瓦维洛夫的8个中心为12个中 (1945) 中国属第7中心 茹科夫斯基提出大基因中心,分世界为12个大中 (1968)心 中国属第1中心 佐哈利主张10个中心 (1970) 中国属第1中心 主张分A1、A2,B1、B2及C1、C23中国属Bl中 哈伦(1971)个中心及 心及 3个“无中心” B2无中 (一)瓦维洛夫起源中心学说 前苏联学者瓦维洛夫经过多年研究,于1935年在其所著《育种的植物地理学 基础》一书中,根据栽培植物的地理分布和遗传变异最丰富的地方,明确地把世界 重要的栽培植物划分为8个独立的起源中心和3个副中心,这一学说比较经典并被 公认,其主要内容如下 1.中国起源中心
自然界至今还存在着某些作物的祖先，例如野生大豆、野生稻等。但大多数栽 培作物与其祖先的模样大不相同，究竟现今栽培作物起源于何地，这个问题很早就 为植物学家、育种学家和栽培学家所重视。对作物起源研究较早的是瑞士植物学家 德·康德尔，他所研究的 247 种作物中他认为有 199 种来自旧大陆，45 种来自新大 陆，5 种来历不明，并断定一个物种丰富的地区未必是它的起源中心。 从表 1-l 资料可以看出，不论研究者从何种角度论证，中国作为世界栽培植物 的起源中心之一的重要地位是举世公认的。瓦维洛夫(1935)根据前苏联作物栽培工 作者在世界 5 大洲 60 多个国家进行多次考察的结果，确定了主要栽培植物的 8 个 独立起源地。这位世界公认的伟大学者称中国的中部和西部山区及其毗邻的低地是 “第一个最大的独立的世界农业发源地和栽培植物起源地”。 表 1-1 关于世界栽培植物起源中心的诸家观点 学者（发表年 份） 主要观点 中国所处地位 德康多尔 （1882） 世界栽培植物首先驯化地 区包括：(1)中国， (2)西南亚及埃及，(3)热带美洲 中国为第 1 个驯化 地区 瓦维洛夫 （1935） 首倡多样性中心学说，分世界栽培 植物为 8 个起源中心 中国属第 1 起源中 心 瓦维洛夫 （1940） 扩大为 19 个起源地区 中国属第 12 地区 达灵顿等 （1945） 修改瓦维洛夫的 8 个中心为 12 个中 心 中国属第 7 中心 茹科夫斯基 （1968） 提出大基因中心，分世界为 12 个大中 心 中国属第 l 中心 佐哈利 （1970） 主张 10 个中心 中国属第 1 中心 哈伦（1971） 主张分 A1、A2，B1、B2 及 C1、C2 3 个中心及 3 个“无中心” 中国属 B1 中 心及 B2 无中心” （一）瓦维洛夫起源中心学说 前苏联学者瓦维洛夫经过多年研究，于 1935 年在其所著《育种的植物地理学 基础》一书中，根据栽培植物的地理分布和遗传变异最丰富的地方，明确地把世界 重要的栽培植物划分为 8 个独立的起源中心和 3 个副中心，这一学说比较经典并被 公认，其主要内容如下： 1. 中国起源中心