主页%『金森注册』%主页农业是国民经济的基础。由于农业所生产的产品具有特殊的使用价值，决 定了农产品是人类生存最基本、最必需的生活资料。目前，我国农业仍比较落 后，农业的发展对整个国民经济的发展和社会稳定均起着十分重要的作用。特 别是大田作物产品的数量(quantity)和质量(quality)是关系我国十几亿人吃饭 穿衣的大问题，与人们物质生活水平的提高息息相关。
(1)人民生活资料的重要来源古人云：“一日不再食则饥，终岁不制衣则 寒”(西汉晁错)，“人之情不能无衣食，衣食之道必始于耕织”(《淮南子〉)，可见农 业生产是人类生存之本，衣食之源。我国是12亿人口的大国，解决吃饭问题是 头等大事。我国以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口，无疑是对人类 的重大贡献。而这一贡献中，作物生产具有举足轻重的地位。从一个相当长的 时期来看，无论是保证全国人民的口粮，还是改善人民的食物质量，都必须依赖 于农业生产的不断发展和深化。
除吃饭外，穿衣在人民基本消费方面也占有重要地位。目前，我国服装原料 的80%来源于农业生产，合成纤维仅占20%左右。从今后的发展来看，化纤产 品的绝对量和相对量均会有较大的增加，但石油等石化原料总是有限的、不可再 生的，因此农业作为一种经济的、可再生的纤维来源是不可代替的。
(2)工业原料的重要来源农业产品为工业生产提供了重要的原材料。目 前，我国约40%工业原料、70%轻工业原料来源于农业生产。随着我国工业的 发展和人民消费结构的变化，以农产品为原料的工业品产值在工业产值中的比 例会有所下降，但有些轻工业，如制糖、卷烟、造纸、食品等工业的原料只能来源 于农业生产，所以农产品在我国工业原料中占较大比重的局面短期内不会改变。 随着人民生活水平的提高，对直接农产品(原粮等)的需求会有所下降，对农产品 加工品的需求会不断增加，即目前人们直接消费的某些农产品今后需要经过加 工后才能进入消费。可以预计，在今后一个较长的时期内，我国轻工业的发展仍 然受制于农业生产，特别是受制于经济作物及优质作物的生产状况。
(3)出口创汇的重要物资目前，我国的工业产品，与世界先进水平相比还 有一定差距，在世界市场上的竞争力还较弱，而农副产品及其加工品的出口额在 国家总出口额中有较大的比重。从今后的发展趋势来看，农副产品及其加工品 的比重会有所下降，但仍将是出口物资的重要来源之一。因此，作物生产也是农 业增效、农民增收的基础产业之一。
(4)较高的种植业比重农业内部的组成及其比重即农业生产结构受文化 传统、农业资源和经济条件等多种因素的影响，一般西方发达国家的畜牧业在农 业中的比重要大于发展中国家。在我国，种植业占的比重最大，是农业生产的基 础，具有举足轻重的地位。虽然近年来由于养殖业的发展，种植业在农业生产中 的比重有所下降。但由于我国人口压力大、口粮任务重，加上养殖业的发展在一 定程度上依赖于种植业提供饲料，因此我国种植业在农业中的比重及其基础地 位是不会动摇的，这是我国基本国情所决定的。
(5)农业现代化的主要内容农业生产的现代化(modernization)是我国社 会主义现代化建设的重要内容和标志，是体现社会经济发展水平和综合国力的 重要指标。没有现代化的作物生产，就没有现代化的农业和现代化的农村。因 此，随着社会的发展和进步，大田作物生产也会得到现代科技的武装和改造，从 而展现出现代化、科学化、产业化的新景象。
农业生产的发展依赖于完善农业政策、加大农业投入和发展农业科技三条主 线。我国解决粮食危机的主要途径具体有以下几个方面。
（1）耕地资源 资料显示,1958-1985年全国累计减少耕地4.07X 107 hm2,新开垦耕地3.07 X 107 hn?,即实际减少了 l.OxlO7 hm2,年均减少3.70X 105 hm2o 1986—1995年累计减少耕地6.82 X 106 hn?,新开垦耕地4.95x 106 hn?,实际减少1.87X 106 hmj年均减少1.87X 105 hm2o由于耕地的减少和人 口的增加，使我国人均耕地已由建国初期的1 800 m2降至1995年的784 m2o 按联合国规定，人均耕地的危险点为“530 n?/人”，即养活1个人必须有不少于 530 m2的耕地。目前，我国已有1/3省（自治区、直辖市）的人均耕地不足666.7 n?（即不足1亩），上海、福建、浙江、广东人均耕地已接近或低于联合国规定的 危险点。预计今后几十年内，因工业化、城市化和交通网络建设而占用大量耕地 仍是一个不可避免的事实。国外专家研究结果表明，发展所需的人均土地控制 在600 m2左右，则每年需要土地6.67X 105 hn?,假定其一半来自于粮食作物耕 地，则每年损失的面积可达3.33 X 105 hm2o因此，在加强耕地保护立法、建立农 田保护政策的同时，开发开垦宜农荒地减少耕地损失也是一项刻不容缓的任务。 根据各方面的资料，我国有宜农荒地和沿海滩涂共3.5 x 107 hn?,其中约40% 即1.33X 107 hm2能用于发展粮食作物生产。如果开垦利用系数按60%计，则 可净得耕地8.0X106 hm2o以每年开垦2.67X 105 hm2计，则可使每年损失的 粮食作物耕地下降到6.67X 104 hm20
除了耕地数量不足外，我国的耕地质量也不容乐观。我国的耕地中，高产田 仅占21.5%,而低中产田占到了 78.5%。据1 403个县（市）的调査结果，土壤 有机质含量低于0.67%的已占11 %,大约有50%的耕地缺磷，23%的耕地缺 钾，14%的耕地磷钾俱缺。全国有1.0 xlO7 hm2耕地受工业“三废”危害，有20 个省市出现酸雨，污染农田3.0 x IO5 hm2 0全国水土流失面积已高达3. 69 x 106 hn?,华北、西北、东北地区有l.OX 107 hm2耕地处于沙漠化边缘。因此在 确保耕地面积的同时，改造中低产田、建设高产田和保护生态环境也是保证农业 生产可持续发展的重要环节。
(2)水资源 我国是一个淡水资源紧缺的人口大国，人均占有2 627虹，平 均每公顷占有2.07xl04m3,分别为世界平均水平的1/5和1/3。我国旱区面积 约占总国土面积的74%,其中东北、华北和西北的旱区面积约占总国土面积的 47%,均超过了各区土地面积的80%,特别是华北这一比例达94%。加上受季 风气候的影响，我国北方的降水主要集中于夏季，如华北平原6~8月的降水量 为350-500 mm,占到年降水量的70% ,而冬、春两季干旱少雨，这样就进一步 加剧了水资源的紧张状态。据统计，我国每年有4.6X107 hm2农田受到旱灾威 胁，北方旱灾面积每年都有1.34 x IO,〜2.67 x IO, hn?,其中成灾面积为6.67 X106 hm2左右。发展灌溉是旱区增加粮食生产和减少旱灾危害的最有效方 法。我国水浇地面积由1950年的1.2 x IO1 hn?,增加到1978年的4.5x10’ hn?,年均增加约1.2X106 hm20但由于水资源渐呈缺乏，从1978年至1993年 水浇地面积增加3.73X 106 hn?,年均增加仅2.47 xiO5 hm2o预计今后的发展 速度将进一步放慢。不仅如此，我国灌溉水的利用效率仅为40%左右，要远低 于世界先进水平。如果把目前50%的灌溉水资源，通过各种节水技术将利用率 提高到80%左右，则可增加灌溉面积2.4X107 hm2左右。
提高单位面积产量可从提高复种指数和提高作物单产两个方面着手。我国 目前的复种指数为156%左右，理论值为198%,尚有42%的潜力可挖。复种指 数每提高1%,可增加作物播种面积9.33X 105 hm20
在提高作物单产方面，要进一步发挥科学技术的增产潜力(yield potential) o 目前，全国粮食作物单产虽然要高于世界平均水平,但与先进国家相比还有很大 差距，单产水稻平均低60-80 kg,小麦低100-200 kg,玉米低200-300 kgo因 此，提高作物单产的潜力还相当巨大。提高作物单产的途径很多，除了改造中低 产田、开发高产田、提高灌溉水利用率、扩大灌溉面积等措施外，加快种子工程建 设、优化施肥技术、改善栽培管理技术等都具有很大潜力。
我国是粮食生产大国，由于忽视粮食品质的改善，粮食的综合利用价值尚未 得到充分发挥，直接影响市场销售、流通加工和农民增收。粮食无论从数量上还 是质量上都难以适应人民生活水平提高的需要和食品加工业的发展以及对外贸 易的要求，每年都需要从国外大量进口优质专用粮食产品。如我国1995年就从 美国、加拿大、澳大利亚等国进口小麦1.16X107 t,而我国自己生产的劣质小麦 却大量压库。
随着市场经济的发展和人民生活水平的提高，优质问题不但是工业产品优 胜劣汰的关键，而且已成为农业、粮食和食品加工部门必须正视的问题。优质、 高产、高效是我国农业生产发展的必然方向，也是世界农业发展的共同趋势。此 外，我国加入世界贸易组织(WTO)后，进口粮食与国内粮食竞争，对民族农业和 粮食安全构成威胁。因此，需要研究粮食品质形成规律及改良和调控技术，以适 应我国进入WTO以后粮食生产的稳定持续发展，增强国内粮食与进口粮食的 竞争力，提高种植业的经济效益。这对我国社会和经济发展以及人民生活水平 的提高具有十分重要的意义。
据估计产后损失大多在20%左右或更多一些。对水稻的研究较多，其收获 后的各种损失分别为：收获1%~3%,搬运2%~7%,脱粒2%~5%,晒干1% -5%，贮藏2%〜5%，碾米2%~10%。我国专家对粮食在收获、运输、加工、贮 藏、销售、消费6个环节的损失情况进行了调査，推算出粮食总损失率为18.1%。 粮食部门的统计数据显示，如果将收获至消费过程中的损失降至最低点，每年可 节约粮食2x10, to
据统计，我国现有各种规模的白酒生产厂3万余家，年生产白酒6.0X106 t 以上，一年用于白酒酿造耗掉的粮食达1.56X 107 to如生产加工过程中使用液 态酿造技术，使每吨白酒耗粮从2.6 t降至1.7 t,将减少粮食损耗5.4X106 to
目前，我国全年种子用粮约3.0X107 t,每公顷播种面积需195 kg左右。如 采用精量播种技术，用种量可减少1/5,每年可节约粮食6.0 xio6 to
随着生活水平的提高和膳食结构的改变，人们对植物性食物的消费需求增 长由快变慢，而对动物性食物的需求则由慢变快。1986—1993年，我国人均口 粮已由253 kg连续下降至232 kg,年均下降3 kg,而人均肉类占有量则从不到8 kg增加到近30 kg,达3.6倍之多。今后动物性食物及蔬菜、瓜果仍会保持较快 的增长势头，代替口粮消费的趋势也将继续。预计到2000年，人均口粮需求将 降至213 kg,5.0x1(/ t粮食中将有近1.65 x 108 t粮食用作饲料，约占33%。 也就是说，在现有lx IO® hm2左右的粮食播种面积中，将有3.33 x 107 hm2实际 上生产的是饲料粮。因此，粮食生产必须从传统的单一的粮食观念转变为多样 化、营养化的食物观念，对种植业结构进行必要的调整，由“粮食一经济作物”二 元结构转向“粮食一经济一饲料作物”三元结构，建立新型的作物种植制度，发展 高产优质的饲料作物(feed crop),变“人畜共粮”为“人畜分粮”，提高粮食作物的 综合利用效益。
微生物发酵工业应用于农业领域，除了能生产生物肥料、生物农药、兽药抗 生素、食品和饲料添加剂、农用酶制剂、动植物生长添加剂等之外，特别在生产单 细胞蛋白饲料方面，已是国际科技界公认的解决蛋白质资源匮乏的重要途径。 1967年在美国召开的第一次国际单细胞蛋白学术会议上把这种微生物发酵产 品正式命名为单细胞蛋白(SCP)o目前世界SCP的总产量约在2.5X 10°〜3.() x 106 t,主要集中于前苏联和美国。据测算，通过微生物发酵工业，如果利用世 界石油年产量的%，生产出的单细胞蛋白可供20亿人吃一年；又如我国每年 有农作物秸秆5.0X 108 t左右，假如其中20%的秸秆即1.0 x 108 t通过微生物 发酵变为饲料，则可获得相当于4.0X 105 t单细胞蛋白的微生物工厂，相当于 1.2X105 hm2耕地生产的大豆蛋白或2.0 x 107 hm2草原饲养牛羊生产的动物 蛋白。
海洋是巨大的生物宝库。例如，可加工成人类食物的近海领域自然生长的 藻类植物，年产量相当于目前世界小麦总产量的15倍以上。海洋食物产品富含 各种营养物质，种类齐全，极易被人体吸收，而且味道鲜美，是人类的优质食物。 我国有18 000 km的大陆海岸线，近海有丰富的资源，水深在200 m以内的大陆 架至少有1.47 x 108 hm2,因此充分利用浅海资源，发展农牧场化的海水养殖业， 具有广阔的前景。
我国是一个人口大国，粮食必须立足于自给。但在此基础上，适当的进口也 不失为缓和我国粮食紧缺的一个途径。根据有关专家的研究，只要我国的粮食 进口量维持在我国粮食总产量的5%左右，不超过10%,即年进口量不超过5.0 x IO7 t,世界粮食市场的波动和政治因素的变化就不会构成对我国的威胁和冲 击。从1981—1995年的15年间，世界主要农产品出口量在2.02X 〜2.33X 10气之间波动。1995年世界贸易量为2.25x1()8 t,约占世界粮食产量的15%。 1995 年，我国进 口粮食 2.04X 107 t,出口 6.4x 105 t,净进口 1.98 x 10, t。据有 关学者的估计表明，中国的粮食进口如控制在4.5x 107 t(约占世界贸易量的 20%)的年进口量之内，不会引起国际巾场粮食价格的上涨。有关专家预测，按 正常发展，2050年世界粮食生产量为2.8x109 t,其中贸易量为15%,则农产品 出口量为4.2X1(/掲按上述估计，可提供给我国的贸易量为8.4x10, to
3．比较世界和中国作物生产发展中的主要增产措施。1.3.3.1世界粮食需求现状与预测
从世界人均粮食的占有状况来看,1961—1965年为367 kg,根据上述的标 准判断，应该说是一种能基本满足温饱的水平。但各洲之间的差异很大，北美 洲、欧洲和大洋洲分别超过了 600 kg,500 kg和900 kg,南美洲为319 kg,而非 洲和亚洲仅为232 kg和266 kg,远低于300 kg的基本需求。如果进一步考虑到 各国之间和各国不同地区之间的差异，就可以断定那时在非洲和亚洲的很多地 方都处于一种集体营养不良的状态。
到了 1992—1994年，全世界人均粮食增长到402 kg,虽然30年间仅增加 9.6%,但总体来说已能基本满足人类的粮食需求，主要问题仍是各洲或各国之 间的不平衡；北美洲、欧洲和大洋洲分别超过了 1 000 kg,600 kg和900 kg,南美 洲达到了 443 kg,亚洲也超过了 300 kg的基本需求，而非洲的人均占有量则反 而较30年前明显下降，仅为183 kgo因此，通过30年的发展，各洲之间的差异 不但没有缩小，反而被进一步拉大了。这种差异的扩大不是由于粮食生产的增 长幅度引起的，而是由粮食增长与人口增长的不平衡引起的。从粮食的增长状 况来看，南美洲最多，亚洲其次，欧洲最少，但由于欧洲的人口增长远低于其他各 洲，因而人均占有量仍保持了较高的增长幅度，超过了世界平均水平的一倍。与 此相反，非洲虽然粮食增长幅度接近于世界平均水平，但由于人口增长远高于世 界平均水平，所以人均占有量反而下降了 21%o
当今世界仍有8亿多人缺粮，其中有7.8亿人在发展中国家。非洲粮食产 量增长速度低于人口增长速度，人均粮食占有量呈现下降趋势，有30个国家营 养不足，它们的人口占总人口的30%以上，特别是撒哈拉以南地区，有15个国 家严重缺粮，年人均粮食只有130 kgo以维持人体基本需要的人均粮食300 kg 的标准计算，目前仅非洲就需要进口粮食7.8X10,相当于世界粮食贸易量 （1995年为2 . 25 x 108t）的35%,需要进口资金128亿多美元（按平均价格 0.164 5美元/kg计算）。由于非洲大多为低收入的发展中国家，不可能有足够的 资金用来进口粮食。因此，如果没有国际组织和国际间的粮食援助及一些人道 主义的援助，那么非洲的粮食危机可能更为严重。
如果不考虑农业资源减少和退化对粮食生产的不利影响，以及由饮食结构 变化引起的粮食消耗膨胀，即仅考虑人口增长对粮食的需求，那么到2000年世 界人口到达62亿时，需要较1992—1994年增加粮食约2.5xl（）8t,收获面积不 变时需增产11.1%（仍按1992—1994年的人均粮食400 kg计算）。当2050年 人口突破100亿时，需要较1992—1994年增加粮食1.77x10*,需增产79.3%, 这一幅度相当于从20世纪60年代前期至90年代前期30年间的增产幅度。目 前世界上大多数专家都预测，在目前较高单产的水平上，今后单产的增长趋势将 越来越缓慢（图1 -1）。因此，预计今后的粮食供求与人口增长之间的矛盾也将
我国是世界上人口最多的国家，也是最大的粮食生产国和消费国。随着人 口增加、饮食结构变化导致的粮食需求的膨胀，以及由工业化、城市化和环境退 化导致的农业资源减少，我国面临的粮食需求压力变得日益严峻。由于我国粮 食供求关系的变化将直接影响世界粮食市场，因此一些国外学者也对中国的农 业生产发展作了各种各样的预测，甚至担心将来中国会出现粮食危机（food crisis） o
事实上，1949年以来我国粮食产量年均增长一直保持了快于人口增长的趋 势，进入20世纪90年代，粮食年均增长快于人口年均增长1.3%,满足了全国 人民生活由温饱向小康过渡的需求。从我国人均粮食占有量的变化（图1 - 2） 来看，大致可分为4个阶段。
1959—1977年是滑坡恢复阶段：由于受“”和自然灾害的影响，1959 年和1960年直线 kg,之后虽然逐步得到恢复和发展，但 直到1974年才达到了 1955—1958年的300 kg水平。
据报道,1996年底世界粮食储备仅为2.77xl08t,较粮农组织认为有把握 应付紧急需要的数量少大约4.0xw7to如果今后世界粮食供需关系长期相差无几，全世界将很容易遭受天气和价格的冲击。据粮农组织估计，目前全世界有 8亿人处于营养不良状态，粮价高居不下使国际粮食援助受到很大影响，自1993 年来这种援助已经减少一半，1996年仅为7 . 70 X 106t,仅相当于非洲1992— 1994年缺粮额的1/10左右。如果再考虑到环境污染、耕地减少和退化以及饮 食结构变化等因素，那么全世界粮食需求的矛盾就变得更尖锐、更突出，孕育危 机的可能性就越大。
1978—1984年是再次飞跃阶段：实行改革开放政策后，农业生产得到了全 面发展，人均粮食也有了新的飞跃，从1977年的297 kg迅速增长到了 1983年 的 376 kg, 1984 年达到了 390 kgo
1985年至今是维持徘徊阶段：自1983年突破350 kg之后，至今一直在350 ~400 kg之间徘徊，虽然进入90年代之后基本稳定在375 kg水平之上，但始终 未能超过1984年的水平。
根据我国的人口增长趋势，即使不考虑人均消费量增长的影响，单就满足新 增人口的基本温饱需求（每年人均400 kg）,那么到2000年我国对粮食的需求量 是5.2X10%,到21世纪中叶将在6.4X io8t,即每年要增加粮食5.0x 106t左 右。但实际上，人们对粮食的需求先是随人均收入的增加而增长，在到达高收入 水平前达到极限，也即中等收入水平是人们对粮食需求增长最快的时期。通过 对饮食结构基本一致的祖国大陆和台湾省消费结构情况的比较，可以发现，目前 大陆人均粮食直接消费量比台湾省高136 kg左右，而猪肉、牛羊肉、家禽和鲜蛋 消费量要分别低22 kg,1 kg、21 kg和6 kg左右，即动物食品消费量要低50 kg 左右。要生产50 kg的动物性食物，估计至少需要消耗饲料粮250 kgo因此，如 果21世纪中叶大陆人均收入达到台湾省的水平时，每人每年就需要多消耗 114 kg粮食。如此推算，届时我国的粮食总需求量就将达到8.2xl08t以上，即 每年需要增产粮食7.0x10%左右，也就是说未来40-50年间粮食的增长速度 要基本达到1949—1995年的增长速度。显然，必须采取切实可靠的有效措施， 才有可能实现上述粮食增长的目标。
2.1.1.11．根据作物的用途和植物学系统相结合将作物分成哪几大类? 根据作物用途和植物学系统相结合分类
禾谷类作物(cereal crops)属禾本科，主要作物有稻、小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉 米、髙粱、粟、黍(稷)、惹茂等。蓼科的养麦因其籽实可供食用，习惯上也列入此 类。•般将稻谷、小麦以外的禾谷类作物称为粗粮。
豆类作物(legume crops)或称菽谷类作物属豆科，主要作物有大豆、蚕豆、豌 豆、绿豆、小豆(赤豆)、饭豆等。除大豆以外的几种作物又称杂豆类作物。
薯类作物(tuberous crops)或称为根茎类作物植物学上的科属不一。主要有甘 薯、马铃薯、木薯、豆薯、山药(薯義)、菊芋、芋、蕉藕等。
纤维作物(fibre crops)主要有棉花、黄麻、红麻、芒麻、亚麻、、蕉麻、荷麻 等。
油料作物(oil crops)主要作物有油菜、花生、芝麻、向日葵、胡麻、苏子、红花、 油茶、油棕、油椰、甘蓝等食用油料作物和菌麻、油桐等工业用油料作物。此外， 大豆也可列为油料作物。
嗜好类作物(stimulant crops)主要有烟草、茶叶、咖啡、可可等。
其他作物主要有桑、橡胶、香料作物(如薄荷、留兰香等)、编织原料作物(如 席草、芦苇)等。
(3)饲料及绿肥作物(forage and green manure crops)主要有苜蓿、苕子、 紫云英、草木樨、水葫芦、水浮莲、红萍、绿萍、三叶草、田菁等。
(4)药用作物(medicinal crops)主要作物有三七、天麻、人参、黄连、贝母、 枸杞、白术、白芍、甘草、半夏、红花、百合、何首乌、五味子、茯苓、灵芝等。
以上有些作物可以有几种用途，例如玉米可食用，又是优质饲料；马铃薯可 做粮食，又可做蔬菜；大豆可食用，又可榨油；亚麻既是纤维，种子又是油料；红花 种子是油料，其花是药材。因此上述分类不是绝对的，同一作物，根据需要有时 可以划分到这一类，有时又把它划到另一类。随着生产的发展和科学技术的进 步，人类对野生植物的利用会不断增强，预计会有更多的野生植物进入到栽培作 物的行列中来。
按年径流量测算，亚洲大陆拥有世界约32%的水资源，是北美和南美洲合 起来的2倍，居各大洲之首。2000年的预测认为亚洲人均水量最少，每人每年 仅有3 300 n?,而中国每年每人仅有2 250 m3水，仅为世界平均水平的1/4。这 个数字已接近生产一个人一年充足的食物所需的最少水量（2 000 n?）。在供给 方面，我国水量在多雨年有1.1 x io”m3,干旱年则为6.5 x 10nm3o尽管这些 水量的70%用于灌溉，但分布不均，南方水量占了全国的83%,而占有全国 64%,耕地的北方仅有17%的水量。这给我国农业生产的发展带来了很大的困 难。
我国中低产田面积大，占现有耕地的2/3,约9.0X107 hm2o有效灌溉面积 约占全国耕地面积的50%,其粮食产量占全国的2/30由于水资源不足或利用 不合理，每年实际灌溉面积要比有效灌溉面积小15%左右，相应减小的灌溉面 积近6.67 x 106 hn?,加上近60%的农田无水可灌，很大程度上降低了我国作物 生产抵抗自然灾害的能力。
长期以来，南方粮食生产的相对多与北方粮食生产的相对少在国家计划调 拨下形成了中国粮食流通中的“南粮北调”。进入20世纪90年代以来，我国的 缺粮省(区、市)虽比农村改革以前减少，由19个减少到16个，但地区之间粮食 供求不平衡矛盾正在加剧，缺粮省区的粮食缺口越来越大。北京、天津、山西、上 海、浙江、福建、广东、广西、海南、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海等16 个缺粮省、市在中东部地区有8个省份，西部地区有7个省份，中部地区只有山 西省缺粮。可见地区之间粮食供求不平衡矛盾已由改革开放之前的南北方向变 为东西方向，全国粮食生产的重心北移、西移。
北方粮食生产能力提高和南方特别是东南沿海地区粮食生产能力下降改变 了粮食流通的方向，出现“北粮南运”。从东、中、西部地区看，东部沿海经济发达 地区自然条件、经济条件比较好，但由于人均耕地少，土地、资本、劳动力等生产 要素大量流向非农产业，劳动力跨地区流动等原因加剧了粮食供求矛盾，粮食产 屋占全国比重由1978年的41.3%下降到37.5%。中部地区粮食生产能力迅速 提高，比重由37.6%±升到42.5%0西部地区受自然条件、经济条件的限制，生 产能力提高缓慢，比重下降了 1.1%。长江中下游区长期以来作为我国粮食生
产主产区和商品粮基地的地位已发生了变化，粮食生产转向基本自给有余，黄土 高原、西南区、华南区有13个缺粮省，人均占有粮食不足300 kg,成为主要缺粮 区。
长期以来，我国优质专用小麦供求短缺，国家每年都要进口优质专用小麦 1.0X107 t左右，以平衡国内市场需求。稻谷供求呈现出“丰时平，欠时紧”的格 局，但近年来，随着人们生活水平的提高，北方居民对粳稻消费逐年增加，南方居 民对粒稻需求下降及对优质大米需求增加，造成南方釉米过剩，并由此导致今后 我国优质稻米供求缺口呈加大趋势。玉米生产增长较快,1995和1996年获得 大丰收，目前总量供求平衡并有结余，但随着畜牧业和水产养殖业快速发展，将 保持较大的需求势头。大豆生产受单位面积产量较低和价格等诸多因素影响， 近年来种植面积下降，产量回落，市场供求严重短缺,1996年我国大豆净进口 9.2X 105 to
经过改革开放20年的发展，我国作物生产中科技进步的贡献率不断上升。 随着科学技术的进步，我国近年来选育了一大批作物高产优良品种，例如高产粘 型、粳型杂交稻，玉米、小麦杂交种等；研究出作物大面积高产栽培技术体系，如 玉米地膜覆盖高产栽培技术、水稻旱育稀植及抛秧技术、平衡施肥配套技术、作 物重大病虫害综合防治技术等；研制了科技含量较高的化肥、农药等。但受自然 条件、社会经济条件、作物生产经营方式、农业科技队伍状况和劳动力素质诸多 因素的限制，许多农业科技成果没有充分发挥“第一生产力”的作用，作物生产科 技含量还处于较低水平，规模效益小、机械化、信息化、商品化程度低、利润少、比 较效益差。如发达国家科技在农业中的贡献率在80%以上，而我国只有30% ~ 40% 0当前，我国髙产优质高效农业重点需要解决增加农业的科技含量和科学 技术的贡献率。
20世纪90年代以来，我国农业在重视产品数量稳定增长的基础上，已开始 进入高产和优质、高效并重的新阶段，出现了一系列富有区域特色的农业发展新 模式如农工牧综合经营型、支柱产业启动型、种养加工结合型、农工商一体型、农 业工程建设型等等。但与发达国家相比，还有比较大的差距。需要以市场为导 向，调整农业生产结构，提高农产品市场竞争力；加强作物特别是粮食作物的品 质改良和优质品种的引进繁育；充分合理地开发和利用自然资源和经济资源，进 行农产品的深度开发；依靠科技进步，优化各种生产要素组合，把农业建设成具 有产出多、产品质量优、经济效益高、自我发展能力强的基础产业，促进农业和农 村经济的良性循环。
我国过去“一靠政策，二靠科技，三靠投入”成功地养活了自己，现在仍然强 调在国内生产足够的粮食，以满足未来对食物需求的不断增长。当前针对我国 作物生产中存在的主要问题，中央政府已经制定了一系列的措施，如明确家庭耕 作制度受法律保护；政府推行“米袋子制度”；实施西部大开发战略；“南水北调” 工程，计划从长江、雅鲁藏布江引水到北方，解决北方农业用水和城市用水问题； 加大农业综合开发力度；大力开展作物节水灌溉技术、作物抗逆育种和抗逆丰产 栽培技术、作物平衡营养施肥等方面的研究和推广工作。需要增加对农业基础 设施的投资，提高作物生产的科技含量，挖掘作物的增产潜力，从而实现21世纪 粮食单产和总产量持续、稳定地增长。
作物品种(variety, cultivar)是指经过人工选育或者发现并经过改良、形态 特征和生物学特征一致、遗传性状相对稳定的植物群体。作物品种是人类在一 定的生态和经济条件下根据自己的需要而创造的作物群体，其产量、品质或其他 性状符合生产和社会的需要。
作物品种应在一个或多个性状上有区别于同一作物其他品种的特异性 (distinctness),在生物学、形态学、尤其是在农艺性状和经济性状上有相对的一 致性(uniformity),在遗传学上有相对的稳定性(stability)0这是对作物品种的3 个基本要求，简称DUSo
每个作物品种都有其所适应的地区范围和栽培条件，且只在一定历史时期 起作用，所以随着耕作条件及其他生态条件的改变、经济的发展、人民生活水平 的提高，对品种的要求也会提高，因此必须不断地选育新品种以更替原有的
品种改良的目标也称育种目标(breeding objective)，是对所选育品种的要 求，也就是一定地区和一定时期内，农业生产和社会生活对优良品种提出的要 求。
高产(high yield)是优良品种的基本条件，优良品种首先有着较高的产量潜 力，在适宜的气候条件和适当的栽培条件下，优良品种容易获得高产。
理论上任何产量性状的提高都将导致产量的增加，但是产量性状间往往存 在负相关，个别性状的过分提高往往导致其他性状的变劣，因此高产是产量性状 合理组合的结果。
虽然光合能力和呼吸消耗与光合作用的类型有关，主要取决于作物种类，但 在高光效育种中选育合理株型的品种可以增加单位面积上的光合面积（密植）和 光合时间（延缓衰老），有利于提高产量。经济系数（economic coefficient）又称收 获指数（harvest index），是经济产量（economic yield,最终收获器官产量）与生物 产量（biomass）的比值，提高经济系数一直是作物高产育种的重要途径。经济系 数与株型和穗型等性状有关，水稻和小麦中矮秆品种的经济系数一般高于高秆 品种。
社会经济的发展和人民生活水平的提高对主要农产品的品质提出了新的更 高的要求。作物的品质可分为化学（营养）品质如大豆的蛋白质含量或玉米的淀 粉含量，物理品质如稻米的胶稠度或小麦的沉降值，加工品质如小麦的出粉率或 水稻的出米率，食用（口感）品质等。对不同作物或同一作物不同用途的品种有 不同的品质要求。
此外，进入市场流通的粮食还应符合一定的商品标准。2000年4月1日起 实行的国家标准对水稻、小麦和玉米等作物的优质品种的粮食提出了具体的要 求。例如，优质稻谷的指标有整精米率、垩白度、直链淀粉含量和食味品质等，并 据此确定粮食的等级。优质稻谷、优质强筋小麦和淀粉发酵工业用玉米的部分 指标见表3- 10
优质也要兼顾高产，农业生产要求作物在高产的基础上优质，或者要求一定 品质的产量。但品质性状与高产性状间往往存在矛盾，两者应协调地得到改 良。
优良品种应能在大面积生产中保持连续和均衡的增产和优质的特性。一个 品种的稳定性涉及很多方面，主要有对病虫害的抗性、对干旱或其他不利气候条 件的抗性或耐性等。这些因素可以通过栽培措施进行防治，但最经济有效的方 法是培育对不良环境具有抗(耐)性的品种。
作物的病害多由真菌和细菌等病原微生物引起，同一病害的病原菌往往还 有生理小种(physiological race)的分化。作物品种的抗病性是寄主与病原相互 作用的结果。只能抗一个或少数几个生理小种的抗病性称为垂直抗性(vertical resistance) 抗多个生理小种的抗病性称为水平抗性(horizontal resistance)或 田间抗性(field resistance)o优良品种应能抗推广地区的主要病害，最好能兼抗 多种病害且为水平抗性。目前我国应选育抗稻瘟病、白叶枯病的水稻品种，抗锈 病(北方麦区)和抗赤霉病(南方麦区)的小麦品种，抗枯、黄萎病的棉花品种，以 及抗病毒病和菌核病的油菜品种等。
对于作物虫害，过去着重药剂防治，但农药的残留对人、畜和环境等都造成 危害，害虫也会产生抗药性，因此抗虫育种也是突出的育种目标。目前我国应选 育抗稻飞虱的水稻品种，抗玉米螟的玉米品种，抗棉铃虫、蜡虫等的棉花品种，抗 蜡虫的油菜品种等。
我国是水资源缺乏的国家，有着大面积的旱区和灌溉无保障地区，干旱严重 影响作物生长，进而影响产量，所谓“有收无收在于水”。另外还有很多丘陵山区 和地广人稀地区，不仅干旱，而且土地贫瘠。除了改变自然环境外，还需要抗旱 耐瘠的品种，以适应不良的生态条件。除此之外，我国气候与土壤条件复杂，还 有相当面积的存在寒、涝、盐碱等不良自然条件，还需要进行抗寒、耐湿、抗盐碱 等品种的选育。
优良品种对不同的气候和土壤类型、不同的栽培技术等应有一定的适应性， 都能表现出相对的高产、稳产和优质。只有适应性强(good adaptation)的品种才 能在生产中大面积连续推广应用。著名的水稻品种矮脚南特、小麦品种碧蚂1 号和玉米品种中单2号等都具有很强的适应性，曾在国内许多地方连续多年大 面积种植。
品种还应该适应机械化生产，特别是在我国东北、西北的一些省区，地广人 稀，更应如此。如棉花，要求株型紧凑，生长整齐，不需去杈、打顶等，结铃部位适 中，吐絮集中，棉瓣易于离壳等，只有这样，才能适应机械化生产，提高生产效率。 随着我国城市化进程不断深入，农业人口逐渐减少，农业机械化程度将越来越 高，对品种的要求也会越来越高。
种质资源（germplasm resource）是指选育新品种的基础材料，包括各种植物 的栽培种、野生种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物的遗 传材料。不断地收集、研究和保存丰富的种质资源是作物育种能否成功的重要 保证。
20世纪50年代，我国发现了矮脚南特和矮仔占等粒稻矮源，育成了珍珠 矮、广场矮等一批矮秆柚稻品种。而低脚乌尖这一釉稻矮源的发现和利用，进一 步推动了世界范围的“绿色革命”浪潮。而野败型雄性不育釉稻种质资源的发 现，为釉型杂交水稻的选育和利用奠定了基础。20世纪50年代中期，美国南部 大豆产区因抱囊线虫病的严重危害，生产濒于停滞。以我国北京小黑豆为抗源， 育成了一批抗病品种，才使生产得以恢复。1964年发现了玉米高赖氨酸突变体 奥派克2（Opaque 2）,推动了玉米营养品质的改良，现在已有一些高赖氨酸玉米 品种，为改良以玉米为主食地区的人民的营养水平作出了贡献。由此可见，种质 资源在产量、品质、抗逆性等方面都有着十分重要的作用。
种质资源主要包括4种类型：本地品种资源、外地品种资源、野生植物资源 和人工创造的资源。
本地品种是作物育种最基本的原始材料，包括地方品种和改良品种。地方 品种也称农家品种，是在当地经过长期的自然进化和人工选择而形成的特殊群 体，对当地的生态条件有良好的适应性，但多半没有经过现代育种技术的改进。 随着农业生产条件的改进、自然条件的变化和人类对品种要求的变化，地方品种 多数已不能满足生产的需要。改良品种是用科学方法选育并已在当地推广应用 的品种，通常在原有地方品种的缺点上有了较大的改进并保留了对当地生态条 件的良好适应性。
外地品种指从外地乃至国外引进的作物品种。引进品种对当地生态条件的 适应性一般不如当地品种，但往往具有一些当地品种所没有的特殊性状，能丰富 育种的种质基础。特别是一些来自起源中心或次生起源中心的品种，往往集中 地反映了该作物的遗传多样性。可以把具有某种有利基因的品种作为一部分原 始材料，把这种基因导入到改进品种里来。有些外来的优良品种，经过引种试 验，证明适应本地区生态和生产条件，并能满足生产发展需要，就可以在本地区 直接推广利用。
野生植物资源主要指该作物的近缘野生种，也泛指一切可利用的野生物种。 野生植物往往具有一些栽培作物所没有的特殊性状，尤其是在对病虫害的抗性 和对不利土壤气候条件的适应性上。野生植物资源的成功利用经常能在作物育 种中取得重大突破，例如水稻的雄性不育性状就是在云南野生稻中发现并引入 的。随着现代生物技术的应用，可利用的野生物种越来越多，野生植物资源的作 用越来越重要了。
人工创造的种质是在自然界原有的种质基础上，通过人工远缘杂交、诱变、 细胞融合或基因导入等技术创造的植物新类型，具有一些特殊的遗传基因。许 多人工创造的新类型不一定能在生产中直接利用，但可作为进一步选育新品种 的宝贵原始材料。
杂交亲本的选择是杂交育种中最重要的问题之一。除了根据育种目标来选 择以外，还应注意以下原则：
(1)亲本的优点多缺点少且优缺点互补作物的许多重要性状都是数量性 状，杂交后代的平均值往往介于亲本之间，因此亲本自身的表现应当较好。
(2)亲本的遗传差异较大不同生态类型、不同地理起源和不同亲缘关系 的品种往往具有不同的遗传基础，它们的杂交后代中将出现丰富的遗传变异。
(3)亲本的一般配合力较高配合力是亲本在杂交后代中的表现能力，是 亲本重要的遗传参数，分为一般配合力(general combining ability)和特殊配合力 (special combining ability)o前者指一个亲本与其他许多亲本的杂交后代的平均 表现，后者指一个亲本与另一个亲本的杂交后代的表现与双亲一般配合力的偏 差。亲本一般配合力的高低取决于其遗传基础，与亲本自身性状的好坏有一定 关系但又不完全一致。有些亲本本身表现一般但杂交后代表现突出，也有些亲 本本身表现优良但杂交后代表现平平。特殊配合力的大小与双亲的遗传差异有 关，主要表现在日代，不能在其后的自交世代中稳定保持。杂交亲本的选配主 要依据一般配合力。
(4)用当地推广品种作为亲本之一当地推广品种对当地的生态条件有良 好的适应性，综合性状一般也较好。用它作亲本尤其是作母本的杂交后代对当 地生态条件的适应性也可能较好。
杂交只是创造变异的手段，要得到优良品种还需要在杂交的后代中细心选 择。常用的选择方法主要有：
(1)系谱选择(pedigree selection)法从第一个分离世代就开始选择单株， 下一代种成株行(系统)并在以后的分离世代连续进行，直至性状基本稳定后对 株行进行决选。由于每一次选择的单株都要按其株行来源编号，故称系谱法。 系谱法选择方向明确，用于质量性状效果较好。但选择世代多工作量较大，且由 于早代淘汰较多，用于数量性状易丢失优良基因。
(2)混合选择(bulk selection)法早期的分离世代按组合混合种植不进行 选择，直到主要性状基本稳定后作一次单株选择，下一代种成株行并决选。混合 法需要较大的群体，但可以保留丰富的遗传变异，用于数量性状的选择效果较 好，不易丢失有利的数量性状基因。
(3)衍生系统(derived line)选择法在第一个分离世代选择一次单株，由这 些单株形成衍生系统。以后的分离世代按系统混合种植不进行选择，直到主要 性状基本稳定后作一次单株选择，下一代种成株行并决选。这种方法结合了系 谱法和混合法的优点，对质量性状和数量性状都有较好的选择效果。
(4)粒传(single seed descent)选择法 早期分离世代不进行选择，每株 都收一粒(荚)或几粒种子下一代混合种植，直到主要性状基本稳定后才作一次 单株选择，下一代种成株行并决选。一粒传法是混合法的一种变形，能在较小的 群体里保留丰富的遗传变异，提高对数量性状的选择效果。
自花授粉植物的杂交育种中，随着自交世代的推进，系统间的遗传变异越来 越大，系统内个体间的遗传变异越来越小，所以质量性状和遗传力高的数量性状 可以在早代根据个体值进行选择，而遗传力低的数量性状必须在晚代根据系统 平均值进行选择。遗传力低的数量性状采用混合选择法往往效果较好的原因即 在于此。
杂交后代在生活力、抗逆性、产量和品质等多方面优于其亲本的现象叫杂种 优势(heterosis)。杂种优势是自然界的普遍现象，在许多动植物中都有。目前农 业生产中主要利用基因型纯合的亲本间的杂交R代种子产生的杂种优势。杂 交种的形式有单交种、三交种、双交种和综合种等，生产中以单交种的应用最多。对杂种优势现象的遗传解释主要有两种：
①显性假说(Bruce,1910)此假说认为等位基因之间一般显性基因是有 利的，而隐性基因是不利的，杂交后显性基因掩盖了隐性基因从而表现出杂种优 势。例如AA66 x aaBB的后代AaB6因各个位点上都有显性基因而优于任何一 个亲本。
②超显性假说(East,1936) 此假说认为等位基因之间没有显隐性关系， 杂交后异质结合所产生的作用大于同质结合的作用从而表现出杂种优势。例如 AAbb x aaBB的后代AaBb因各个位点上都是异质结合而优于各个位点上都是 同质结合的亲本。
无论根据哪种假说杂种优势的大小都与亲本的纯合状况有关，亲本的纯合 位点越多杂交后越能表现出杂种优势。因此，目前杂优利用中都以基因型高度 纯合的自交系作为杂交的亲本。优良的亲本品种或自交系是组配强优组合的基 础材料，要求亲本系都具有良好的和整齐一致的农艺性状，高配合力和抗病性 等，同时要求具有不同的亲缘关系而且性状互补。必须建立与作物特性相适应 的亲本种子繁殖体系，采取严格的种子防杂保纯措施，确保亲本纯度。
杂交组合不仅要在产量性状上表现强优势，其他性状也要表现出优势，如抗 性优势、品质优势、适应性优势、生育期优势、株型优势等。凡是只在产量方面表 现强优势而其他性状不具优势的杂交组合，往往不能高产稳产，风险性较大，不 宜推广利用，所以应具有优良的综合农艺性状和较好的稳产性和适应性。
F2代由于基因分离，会产生多种基因型的个体，性状发生分离，其杂种优势和整 齐度比F】明显下降。F1基因型的杂合位点越多，杂种优势越明显，F?群体中的 纯合体越少，杂种优势下降越快。因此，生产上一般只利用R,而一般不利用 F2 C
(1)原原种 原原种(basic seed)也称育种者种子(breeders seed),是新品 种的原始种子，具有本品种最典型的特征特性，整齐一致。原原种只能由育种者 提供。
(2)原种原种(original seed)指由原原种繁殖出来的种子或提纯复壮后的 种子，具有本品种的典型特征特性。原种一般由农业行政部门指定的具有较好 的技术和物质条件的单位按计划生产。
(3)良种良种是由原种繁殖出来的，特征特性和质量经检验符合要求的 种子。良种是农业生产上直接使用的种子。自交作物良种一般可从原种开始繁 殖2~3代，杂交作物的良种分为自交系和杂交种。自交系一般用原种繁殖1〜 2代，杂交种子只能使用一代。
作物在数量上的不可逆增长叫生长（growth）,包括作物体积（长、宽、厚等） 的由小到大；重量（鲜重、干物重）由轻到重。
在作物的生育过程中，不仅有上述量的增长，而且相继形成形态、结构和功 能各异的各种营养器官和生殖器官。在生长的基础上，作物体内发生了一系列 质的变化，即植株内部生理状态的转变，性器官分化发育，终至开花结实，这就是 发育（development）。
生长是作物体积或重量的量变过程，这是通过细胞分裂和伸长来完成的，它 既包含营养体的生长也包括生殖体的生长。
发育是作物一生中，其结构、机能的质变过程，它的表现是细胞、组织和器官 分化，最终导致植株根、茎、叶和花、果实、种子的形成。生长和发育二者存在着既矛盾又统-的关系，在作物生活中生长和发育是 交织在-起进行的。没有生长便没有发育，没有发育也不会有进一步的生长，生 长与发育是交替推进的。
生长和发育的统一可以从以卜两方面来看：①生长是发育的基础：停止生 长的细胞不能完成发育，没有足够大小的营养体就不能正常繁殖后代。②发育 乂促进了新器官的生长：作物经过内部质变后形成了具备不同生理特性的新器 官，继而促进了进-步的生长。
生长和发育又是一对矛盾，在生产实践上经常会出现两种情况：①生长快 而发育慢：有时营养生长过旺的作物往往影响开花结实，如“贪青”。②生长受 到抑制时，发育却加速进行，例如在营养条件不良条件下，作物提早开花结实，发 生“早衰”；种子因灌浆不足而造成瘪粒。
因此，要实现农作物产品的高产优质，必须根据生产的需求，调节控制作物 的生长发育过程和强度。
2．按照作物对温光的反应作物可以分为哪两种类型，分别有什么特点? 作物由营养性的分生组织转变为生殖性的分生组织，必须通过内部生理条 件的诱导才能实现，这种内部生理条件系作物的遗传因子和环境因子相互作用 的结果。除了植物的遗传因子外，诱导质变的主导环境因子是温度、光照。
作物的花芽分化对温度和光周期（日照长度）有一定的要求，即在花芽开始 分化之前必须满足一定的温度和日照长度的环境条件以完成对花芽分化的诱 导；在适宜的温、光条件下可提早花芽的分化，而不适的温、光条件则延迟甚至阻 碍花芽的分化，此种反应称为作物的温光反应。
这类作物包括水稻、玉米、高粱、粟、黍、大豆、棉花、麻、黄麻、红麻、花生、烟 草等暖季作物。其发育特点是：就光照而言，在长于各自所要求的临界日照长度 条件下不能分化花芽，而且在一定的日照长度（例如9 h）以下，日照越短则花芽 分化越早；就温度而言，在一定的温度范围内（例如20-30 t）,温度越高则花芽 分化越早。这是上述各种作物的基本发育特性，具有这些特性的作物品种称为 基本型。然而，上述各种作物在长期的演变中，其发育特性发生了这样或那样的 变化，产生了与基本型的发育特性略有差异的变异型（图4- l）o例如，水稻、玉 米、大豆、花生的早熟品种对短日照的要求并不严格，即钝感甚至无感，不少早稻 品种在延长日照时不仅不延迟抽穗，反有提早的趋势，似属于长日性类型。至于 基本型作物在高温下促进花器分化则是普遍现象，但促进率最大的温度指标因 基因型而表现较大的差异。
这一类型作物包括小麦、大麦、黑麦、燕麦、蚕豆、豌豆、油菜等冷季作物。其 温光反应与高温一短日照相反，即花芽分化要求一定低温和长日照条件。在短 于所要求的临界日照长度下不能分化花芽或虽分化但不能正常进行花器发育。 在一定日照长度范围呐，日照越长则花芽分化越早、越快；同时又要求一定的低 温条件，在高于临界温度的条件下也不能分化花芽。与高温一短日照作物一样， 在该类作物中也有不少非基本型的品种。如小麦、大麦、油菜的春性品种需要较 高的温度（以8~15 C为最适）才能完成对花芽分化的诱导，在低于临界温度的 条件下反而延缓分化花芽，而在一定范围内更高的温度（如20-25 X2）下仍能完 成花芽分化的诱导。不仅感温性如此，这些品种对长日的要求也不严格；小麦、 大麦、油菜的冬性品种则是比较严格的低温一短日基本性；半冬性品种对低温一 短日的要求介于两者之间。
作物的生育期（growth period）和生育时期（growth stage）是两个不同的概 念，不可混淆。在作物生产实践中，把作物出苗到成熟期间的总天数（即作物的 一生），称为作物的全生育期；而作物的某生育时期或阶段是指作物一生中其外 部形态上呈现显著变化的若干时期。
4．单子叶作物的根系和双子叶作物的根系各有什么特点?作物根系的功能有哪些? (1) 单子叶作物的根系禾谷类作物为须根系。它由初生根系和次生根系 组成。当种子萌发时，从胚根发育的根叫初生根，又称种子根。从地下接近土表 的茎节上发生的不定根叫做次生根。种子根形成初生根系，次生不定根形成次 生根系。水稻、玉米、高粱、粟、糜子等的种子根一般只有1条，但最多的可达5 条，麦类作物则可先出3~7条。种子根起作用的时间因作物不同而有很大的差 异。水稻、高粱、粟等作物的种子根只在幼苗生长期不定根未形成时起吸收养 分、水分的作用，在不定根形成后其作用降低或枯死。而玉米和麦类作物的种子 根在幼苗期到生育中期甚至到成熟收获时，对养分、水分的吸收都起着重要的作 用，它可以垂直下伸至不定根不能达到的深层土壤中，对吸收深层水分和养分有 -定作用。
禾谷类作物的根系以不定根为主要构成部分，在幼苗有1〜3片叶时，从芽 鞘节开始，然后第一节、第二节……依次向上长出不定根，直至拔节后节间伸长 伸出土面。地上节不与土壤接触，一般不发生不定根。每条不定根上可发生一 次或多次分枝根，与不定根一起构成庞大的次生根系。
玉米、高粱等近地面的茎节上常发生一轮或数轮较粗的节根，也叫支持根 (气生根)，它们也属于不定根。这种根入土以后，再产生许多支根和细根，对抗 倒伏和吸收肥水都有一定的作用，且具有合成氨基酸的能力。
禾谷类作物根的数量和重量随分麋发生而不断增加，一般在最高分篥期根 的数量达最大。而在抽穗前后根的重量达最大，抽穗以后根逐渐衰老死亡，根量 减少，但根系的活动可一直维持到最后。
(2) 双子叶作物的根系双子叶作物如豆类、麻类、棉花、花生、油菜的根系 属于宜根系。它由一条发达的主根和各级侧根构成。有些作物如大豆，由于侧 根生长旺盛，相对地其主根并不那么发达。
双子叶作物生长前期，主根生长较快，下扎也较深，至开花期达最大值，之后 生长减缓而渐趋停止。一般侧根生长迟于主根，侧根生长伴随着主根下伸而发 生扩展。
5．双子叶作物的地上和地下茎分别有哪几类? 双子叶作物的茎可以分地上茎和地下茎两大类。地上茎又可根据其生长习 性和形态划分为直立茎、缠绕茎、攀缘茎和葡萄茎。地下茎的形态又可以分为根 茎、块茎、球茎、鳞茎。如芒麻的地下茎，看上去虽像根，因其顶端有芽、茎上有 节，节上又有芽故实际上是茎，属根茎类，这种根茎可当作种子来繁殖。
分枝习性因作物种类而不同，大体可分为两类。一类是分枝性强的，如棉 花、油菜、花生、豆类，其分枝对产量构成作用大，且起调节作用。栽培上要促进 分枝早生、多发。另一类分枝性弱，如烟草、麻，分枝对茎（麻）叶（烟）的产量和品 质不利，栽培上要抑制其发生。分枝性强的作物最多可发生4次分枝，而一般以 一次分枝对产量的贡献最大。不同品种分枝的数量、节位（上、中、下部）、长度及 与主茎所成角度的大小，决定品种的植株形状和株型，例如大豆株型分平展式、 收敛式、瘦弱式等。这是栽培上确定适宜种植密度的主要依据。
6．什么是叶面积系数? 叶面积和叶面积指数（leaf aera index,LAI）作物生产中通常考虑单位土 地面积上所有叶面积（单面）的总和，并将此称为叶面积指数。比如，1 hm2 土地 上的水稻所有叶片的面积总和为30 000 n?,则LAI = 30 000/10 000 = 3。叶片 是作物进行光合作用的最主要器官，叶片面积大则光合产物多，但并不是越多越 好，一定的作物都存在一个最适的叶面积指数。叶片过多，LAI过大，叶片间互 相遮荫，减少光照向下透射，易造成倒伏而减产，双子叶作物则会引起大量落花、 落荚或蕾铃脱落。一般稻、麦等齐穗期的适宜叶面积指数，在5~7的范围内，棉 花花铃期最适叶面积指数为3.5〜4。以籽实为收获产品的作物，其产量与开花 后的叶面积关系密切。
7．作物的叶层如何分组?各有什么特点和功能? 叶层结构（叶层分组）一般作物的叶片，根据出生时间的先后和着生部位 大致可分为下、中、上三层即三组。各组叶片作用也不相同，有的作物各组叶片 的形态及结构也有差异。总的模式为：下层叶片，指下部的、生育前期出生的叶 片，其光合产物主要供给根系、分藥、幼叶等营养器官生长为主；中层叶片，指生 育中期出生的中部的叶片，其光合产物主要供给茎秆（或分枝），穗（或花蕾）生 长；上层叶片，指生育后期出生的位于上部的叶片，其光合产物主要供应结实器 官。如禾谷类作物水稻以长叶、菓等营养器官为主的茎基部的5~6片叶为下层 叶；以长茎、穗为主的中部3~4片叶为中层叶；以担任结实任务为主的最后3~ 4叶为上层叶。玉米为雌雄异花作物，以长根系为主的基部1~6叶为第一组； 以长茎枝为主的7-10叶为第二组；以长雄穗为主的11-12叶为第三组；以长 果穗、籽粒为主的13-16叶为第四组。双子叶作物大豆、棉花、油菜等作物的叶 片也均有分层分工现象。如大豆，刚出土的子叶不仅是养分的储藏中心，也是同 化作用和输出同化产物的中心。大豆植株在盛花期以前，上位叶的同化产物主 要供给顶端生长点和伸长中的嫩叶，下位叶则供应根，中位叶向两方面分送养 分。盛花期以后各节叶片有明显分工，各节叶片制造的养分，优先供给该叶腋的 腋芽，多余的同化产物提供给植株上部的生长点、新生叶和伸长幼茎，一般新生 叶长到正常叶面积的60%时，才由输入器官变为输出器官。棉花、油菜等双子
8．作物叶的功能有哪些? (3)叶的功能 叶的功能可以概括为以下几个方面：①叶是进行光合作 用、合成有机物的主要器官。②叶是进行蒸腾作用的主要器官。蒸腾作用在降 低植株体温以及根系吸收土壤矿质养分并在作物体内运输上起着重要的作用。 ③叶也具有直接吸收水分和无机盐溶液的功能。
9．作物种子的萌发需要哪些条件? （1）有性繁殖种子的萌发过程种子的萌发（germination）分为吸胀、萌动 和发芽等3个阶段。首先种子吸收水分达到饱和，贮藏物质中的淀粉、蛋白质和 脂肪通过酶的活动，分别水解为可溶性糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子物质。 这些物质运送到胚的各个部分，经过转化合成胚的结构物质，从而促使胚的生 长。生长最早的是胚根，当胚根生长到一定限度时，突破种子，露出白嫩的根尖， 即完成萌动阶段。之后，胚继续生长，禾谷类作物胚根长到与种子等长，胚芽长 到种子长度一半时，即达到发芽阶段。当发芽种子转变成独立生活的幼苗时，整 个萌发过程才算结束。此时，胚根长成幼苗的种子根或主根，胚芽则生长发育成 茎叶。
作物种子可因其萌发过程中下胚轴的伸长与否分成子叶出土和子叶不岀土 （留土）两类。子叶出土的作物如棉花、大豆（图4-4）等，种子发芽时，其下胚轴 生长快且长，能将子叶带出土面，随后子叶展开变绿，下胚轴转为幼茎。此类作 物一般播种不宜太深，土壤要疏松否则不易出苗。子叶不出土（留土的）作物，如 蚕豆、豌豆等，种子发芽时，下胚轴不伸长，只有上胚轴伸长，将胚芽带出土面，而 子叶残留在土中，直至养分耗尽，其幼茎由上胚轴转变而成。小麦、玉米等禾本 科作物，首先钻出地面的是锥状的胚芽鞘，它的钻土能力强。胚芽鞘一见光后立 即停止生长，包在里面的真叶则突破胚芽鞘的孔口而伸出。花生种子的萌发，兼有子叶岀土和子叶留土的特点。它的上胚轴和胚芽生 长较快，同时下胚轴也相应生长。所以，播种较深时，则不见子叶出土；播种较浅 时，则可见子叶露出土面。这种情况也可称为“子叶半出土幼苗”。
在生产上掌握播种深度时，应考虑到该作物子叶是否出土这一因素。一般 子叶出土类作物的种子播种要浅些，子叶留土类作物的种子播种可以稍深。
（2） 无性繁殖种子的萌发在主要作物中，通常进行无性繁殖的有：甘薯 （块根）、马铃薯（块茎）、甘蔗（茎节）、麻（地下茎）。这类根、茎繁殖材料的萌发有 以下3个共同特点：①由“种”萌发数芽，形成多株，以后可分离成若干苗株。② 具有“顶端优势”，即在块根（茎顶部开始膨大的一端）和上部茎节上的芽先萌发， 依次向下，下部芽常受上部芽的抑制而不能萌发。③因块根或块茎内含水较 多，所以没有种子的吸胀过程，但发芽仍要有一定的湿润土壤环境。
水分水分是控制种子萌发的最重要的外界因素，种子必须在吸足水分后 才能萌发。这由于水分软化了种皮，增加了种皮的透性，水分促进了种子细胞原 生质由凝胶状态变为溶胶状态，因而促进了各种水解酶、氧化酶、脱氢酶的活动, 促进了呼吸作用和水解作用，贮藏物质转变为可溶性物质，并以水为“载体”，运 输到胚，以建成新器官，并为生长提供了能量。作物种子的吸水量，因种子组成 的成分而异。一般蛋白质高的种子，吸水量多；含油分高的种子，吸水量少；含淀 粉多的种子居中。如以种子干重计算其萌发最低吸水率为：豆类100%、小麦 60%、花生40% o为了满足作物种子萌发时对水分的需要，或加速其萌发过程， 常采用浸种措施。如水稻的浸种催芽，为了抢季节，有时棉花、麦类也釆用浸种 催芽播种。
氧气氧气是种子萌发的必要条件。种子萌发时，需要充足的氧气以进行 旺盛的呼吸作用，从而获得能量。种子内淀粉酶的活性，必须在有氧的情况下才 能加强。蛋白质的重新合成必需氧气，缺氧会造成幼苗根系生长受阻、幼苗瘦 弱，影响细胞的分裂和分化，使胚的生长仅限于胚中原有的器官伸长，而没有新 器官的形成。一般含氧6%适宜发芽，少于1%根系发育受阻。
温度种子萌发需适宜的温度。种子萌发是种子内胚的生长和一系列酶促 反应的结果，如同一般的化学反应一样，种子萌发随温度上升而加速。但是温度 过高会引起胚生活物质的变性，反而影响种子萌发。因此，种子萌发也有其最 低温度、最适温度和最高温度。作物种子萌发时所需的温度随作物种类而不同 （表4-2）0 一般原产热带、亚热带的作物，如水稻、棉花、玉米种子，在萌发时种 子所需温度较高；原产温带的作物如小麦、大麦等种子，在萌发时所需的温度较 低，但各种作物种子萌发时所能忍耐的最高温度都在40 C左右。光照很多种子需光照才能萌发或光照促进其萌发，这类种子称为需光性 种子或喜光性种子，例如烟草和葛苣种子。另一类种子的萌发因光照而受抑制， 这类种子称为需暗性或嫌光性种子，如番茄、茄子、瓜类、竟菜种子。大多数大田 作物种子的萌发不受光照的影响，在光照或黑暗条件下都能发芽。种子对光的 需要是一种保护作用。一些特别小的种子，由于其贮藏的养分少，必须见光以建 立自养体系才能够生存。假若这些小种子埋得太深，而又在暗中能够萌发，那么 在长出地面前贮藏物质就已用尽。而萌发对光线的要求就能防止这种情况的发生，使其只能在地面或靠近地面时才能萌发。有些种子萌发受到光线的抑制同 样是一种保护作用，这可使暴露在阳光下的种子延迟萌动出芽，以免在阵雨后种 子迅速萌发，而在根未扎前遭受水分缺乏，干燥死亡。光质对发芽也有一定影 响。红光可破除休眠，而蓝光尤其是远红外光则抑制种子萌发。
11．作物出叶和节间伸长、发根的关系如何? 4.2.4.1 地下部和地上部的相互关系
(1)根系与地上部器官之间的生长关系根系生长依靠茎、叶制造的光合 产物，而茎叶生长又必须依靠根系所吸收的水分、矿质营养和其他合成物质。
地上部器官和根系之间的关系主要是通过茎节相互联系，其通道是维管束， 而中心则是节。维管束可分为木质部和韧皮部。木质部主要将根系吸收的水及 矿质营养向上输送，而韧皮部主要将地上部的光合产物向下输送。
经过研究发现，稻、麦发根节位与节间伸长和出叶之间存在下列规律： [N叶的出叶期P(N-2)-(N-3)节间伸长传KN-3)节发根
上式表明，任何一个叶片出叶的时期，就是这个叶片向下数的第二叶节与第 三叶节之间的节间伸长期，同时也是这个节间下端节发根的时期。因此，发根节 位与出叶节位，大致上有3个节位的间隔。
(2) 根系重量与地上部重量的相互关系根系和地上部(冠部)在各自的生 长过程中，由于生理上的协调和竞争以及对同化物的需求和积累，在重量上表现 为一定的比例。根系重与茎叶(冠部)重之比例称为根冠比。
根冠比在作物生产上可作为控制和协调根部与冠部生长的一种参数。不同 作物、不同品种的根冠比是不同的。同一作物、同一品种不同生育时期的根冠比 也不一致。另外，还需注意根冠比是一相对的数值，如根冠比值大，有时并不一 定是由于根系的绝对重量大，而可能是地上部的生长太弱所致。
根冠比对于块根、块茎作物来说，意义更为明显。这类作物，在生育前期，冠 部充分生长发育，形成繁茂的冠层，根冠比小，如甘薯一般掌握在0.2、甜菜0.14 左右；而到生长后期，要求根冠比大，如甘薯在接近收获时，根冠比应在2左右; 甜菜应在1.76左右，若此时根冠比大，则生长后期的光合产物大量输送到块根
环境条件和栽培措施对根部和冠部的影响往往不一致。当氮素充足时，茎 叶生长旺盛，根系所得光合产物相对较少，根冠比小；氮素缺乏时，茎叶生长受到 抑制，根冠比增大。磷素有利于根系生长，供应充分可加大根冠比。水分过多， 土壤中空气少，则根系呼吸作用受抑制，影响根系的正常生长，会降低根冠比。
12．什么叫根冠比?环境条件如何调节根冠比? (2) 根系重量与地上部重量的相互关系根系和地上部(冠部)在各自的生 长过程中，由于生理上的协调和竞争以及对同化物的需求和积累，在重量上表现 为一定的比例。根系重与茎叶(冠部)重之比例称为根冠比。
根冠比在作物生产上可作为控制和协调根部与冠部生长的一种参数。不同 作物、不同品种的根冠比是不同的。同一作物、同一品种不同生育时期的根冠比 也不一致。另外，还需注意根冠比是一相对的数值，如根冠比值大，有时并不一 定是由于根系的绝对重量大，而可能是地上部的生长太弱所致。
根冠比对于块根、块茎作物来说，意义更为明显。这类作物，在生育前期，冠 部充分生长发育，形成繁茂的冠层，根冠比小，如甘薯一般掌握在0.2、甜菜0.14 左右；而到生长后期，要求根冠比大，如甘薯在接近收获时，根冠比应在2左右; 甜菜应在1.76左右，若此时根冠比大，则生长后期的光合产物大量输送到块根
环境条件和栽培措施对根部和冠部的影响往往不一致。当氮素充足时，茎 叶生长旺盛，根系所得光合产物相对较少，根冠比小；氮素缺乏时，茎叶生长受到 抑制，根冠比增大。磷素有利于根系生长，供应充分可加大根冠比。水分过多， 土壤中空气少，则根系呼吸作用受抑制，影响根系的正常生长，会降低根冠比
13．什么叫作物的群体?作物高产群体的特点是什么? 大田作物生产的基本形式是以群体(population)为对象进行种植管理的。 作物群体是指该种作物的许多个体的聚集体。群体中的个体与定义上的个体有 着本质的差别，定义上的个体是指单独占有周围环境的孤单生活的生物体。实 际上，除非用人为的办法制造这种个体外，自然界就不存在定义上的这种孤单个 体，自然界普遍存在的个体是群体成员中的个体。
虽然作物群体是由个体所组成的，但不是单纯个体的简单相加，而是每个个 体被组合成为一个有机的整体。作物群体具有自身新的特点，特别是具有自身 结构和特性以及生理调节功能等。
因为，作物栽培的对象是作物群体，在作物生产上就必须根据作物群体与个 体及群体中个体与个体之间的相互关系，采取有效的农业技术措施，调控群体发 展过程，提高群体的光合作用与物质生产能力。
(1) 群体结构、特性及自动调节功能禾本科作物同一稻麦品种，同时播种 的植株，在其他条件一致的情况下，在密度较大的群体中，其分麋数目会较早达 到高峰，且分藥高峰维持时间较短；相反，在密度较小的群体中，分麋数目的高峰 到达的时间较晚，分蔡高峰维持的时间较长。这说明分麋的消长不仅是植株个
体特性的表现，而且还与群体的大小有关。群体所表现的这一特性，不是个体特 性简单相加所能表达的。当某处缺少几株时，其周围的个体会生长发育更旺盛， 以弥补空缺，这就是群体自动调节能力，虽然这种调节能力是有限的。
（2）个体与群体、个体与个体及个体内器官间的关系群体的结构和特性 是由个体数及个体生育状况决定的，而个体的生育状况又反映出群体的影响。 这是因为群体内部诸如温度、光照、CO?、湿度、风速等环境因素，是随着个体数 目而变化。群体内部的环境因素又反过来影响单株数目和生长发育。
以棉花为例，随着单位面积上种植密度的增加，田间小气候、土壤湿度等环 境条件发生相应变化，如通风透光条件变差，相对湿度增加等。环境条件的这些 变化，限制了个体的生长发育，如分枝数目减少，叶面气孔变少，棉株中下部叶片 变黄甚至枯死等，从而使个体削弱和数目减少。说明群体中的个体不能超过环 境的容纳量，否则，个体生长就会削弱。
另一种情况是在同一群体中个体与个体之间相互影响。一般讲，群体中每 个个体不可能单独占有自身周围的环境，必须相互共享。这样，必然会发生群体 中的个体对环境条件（光、温、水、肥、空间等）的相互争夺，争夺的结果必然会造 成个体间获得量的差异，从而导致个体之间生长发育的不平衡，部分较弱个体生 育受到抑制，甚至成为无效个体。
作物高产群体的特点主要有：①产量构成因素协调发展，有利于保穗（果） 增粒增重。②主茎和分枝（蔡）间协调进展，有利于塑造良好的株型，减少无效 枝（麋）的消耗。③群体与个体、个体与个体、个体内部器官之间协调发展。④ 生育进程与生长中心转移、生产中心（光合器官）更替、叶面积指数（LAI）、茎藥
（枝）消长动态等诸进程合理一致。⑤叶层受光态势好，功能期稳定，光合效能 大，物质积累多，转运效率高。
14．什么叫作物的源、库、流?它们与作物产量的关系是怎样的? 源”就是指光合产物供给源或代谢源，是制造和提供养料的器官，主要指作 物茎、叶为主体的全部营养器官。“库”指光合产物贮藏库或代谢库，也就是接纳 或最后贮藏养料的器官，如籽粒、花果、幼叶、根系等。作物接纳养料的库可以不 止一个，可区分为主库与次库。“流”则是指控制养料运输的器官——输导系统。 但是，源、库、流三类器官的功能不能截然分开，而是可以互相转变或替代。如小 麦灌浆期间的茎秆，既是养分集散的中心，又是控制有机养分运输的主要器官， 即兼有流与源的双重作用，所以也可以把它看成是一个出纳库。
15．什么叫作物的生物产量、经济产量和收获指数?如何增加作物产量? 4.4.1 生物产量与经济产量
生物产量是指作物在生育过程中生产和积累的有机物质的总量，即整个植 株（一般不包括根系）总干物质的收获量。在植株有机物质中光合作用的产物一 般占90%-95%,而从土壤中吸收的无机营养仅占5%〜10%。可见，有机物质 的生产积累（光合作用）是形成产量的主要物质基础。
经济产量是作物品种改良及生产管理中所说的产量，是指栽培目的所需要 的产品的收获量。由于栽培目的不同，它们被利用作物产品的部分也不同。如 禾谷类、豆类作物的产品是籽实，薯类作物是块根、块茎，棉花为种子的纤维，甘 蔗为茎秆，烟、茶叶则为叶片，绿肥作物是鲜草等。
由于栽培目的不同，其经济产量所指的产品也就不一样。玉米，当其作为粮 食时，产品收获物是籽实；而作为饲料用时，其茎、叶、果穗都可作为饲料，全部有 机物都包括在收获产品之内，此时的经济产量就等于生物产量。
一般情况下，作物的经济产量仅是生物产量的一部分。但经济产量是以生 物产量即有机物质总量作为物质基础的。但高的生物产量不等于高的经济产 量，这要看生物产量转化为经济产量的效率，这种转化效率称为经济系数（或收 获指数 harvest index, HI）,即：
收获指数是综合反映作物品种特性和栽培技术水平的一个通用指标。收获 指数越高，说明植株对有机物的利用越经济、栽培技术措施应用得当，单位生物 量的经济效益也就愈高。
16．什么叫作物产品的品质? 作物产品品质是指其利用质量和经济价值。作物产品都是人类生活必不可 少的物质，依其对人类的用途可划分为两大类：一类是作为人类的食物；另一类 是通过工业加工满足人类衣着、食糖、嗜好、药用等需要。作为植物性食物的粮 食，主要包括稻米、小麦、大麦、玉米、高粱、薯类等。粮食的品质与人类健康的关 系极为密切。人类所需要的食用植物油90%以上来自油菜、棉籽、大豆、花生、 向日葵五大油料作物，人们越来越注重食用油脂品质的改进。此外，人类衣着原 料棉、麻，糖料及嗜好原料烟草、茶叶等的产品品质也正得到积极的改进。作物 品质有时候和产量是协调的，有时候和产量要求是矛盾的。
作物产品品质包括哪些指标?如作物产品品质的生化指标常用的生化指标有蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉、 糖分、维生素、矿物质、芥酸、硫代葡萄糖貳、棉酚含量，以及有害物质如化学农药 残留等。
作物产品品质的物理指标如产品的形状、大小、滋味、香气、色泽、种皮厚 薄、整齐度、纤维长度、纤维强度等。各类作物按其利用方法的不同，各有其不同 的品质要求。例如水稻的出米率、米的形状、米的心腹白及透明度等，小麦籽粒 的面筋含量，棉花纤维的长度、强度，油料作物的含油量及脂肪酸组成等。即使 是同一作物的产品，因用途不同，质量要求也不一样。如甘薯作为加工淀粉原料 时，要求薯块有较高的淀粉含量，煮食时则应考虑胡萝卜素含量、甜味、香味、纤 维含量等。
需要指出的是，作物品质通常是形态指标和理化指标的综合评价优劣。生 化指标与物理指标并不是彼此独立的，某些生化指标常与形态指标密切有关。 例如，优质啤酒大麦的特点可以概括如下：发芽率和发芽势高，千粒重高，浸出率 大，蛋白质含量低，淀粉含量高。又如稻米的品质指标共有14项，其中即有物理 指标如长宽比、垩白大小等，也有生化指标如直链淀粉含量、胶稠度等，只有这 14项指标同时达到某一级标准时才能称为某一级的优质稻米。
提高作物产品品质最根本的办法是培育选用品质优良的品种。近年来，国 内外育种工作者十分重视对粮棉油等主要作物的品质育种，并已取得很大的成 效，有的成果已得到推广，在生产上发挥良好的作用。粮食作物品质育种方向主要是提高蛋白质含量及改善氨基酸组成，特别是 增加赖氨酸、色氨酸、苏氨酸等必需氨基酸的含量。现。
