農(nóng)學(xué)概論考試復(fù)習(xí)指南

農(nóng)學(xué)概論考試復(fù)習(xí)指南

農(nóng)學(xué)概論考試復(fù)習(xí)指南1農(nóng)學(xué)與作物生產(chǎn)1.1農(nóng)學(xué)的概念、地位和特點1.1.1農(nóng)學(xué)的概念和范疇農(nóng)學(xué)是農(nóng)業(yè)科學(xué)的一個分支，具有悠久的知識積累歷史，作為一門學(xué)科也有近200年的歷史。農(nóng)學(xué)是研究大田作物生產(chǎn)的理論、提高大田作物生產(chǎn)效率的技術(shù)的一門綜合性學(xué)科。包括作物品種、植物營養(yǎng)、農(nóng)田生態(tài)、植物保護和市場營銷等眾多學(xué)科領(lǐng)域。1.1.2農(nóng)學(xué)的地位與作用農(nóng)學(xué)的地位與作用依賴于農(nóng)業(yè)的地位與作用。農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，因為：1）農(nóng)業(yè)是人民生活資料的重要來源；2）農(nóng)業(yè)是工業(yè)原料的重要來源；3）農(nóng)產(chǎn)品是出口換匯的重要物資。狹義的農(nóng)業(yè)是指種植業(yè)，廣義的農(nóng)業(yè)包括種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、加工業(yè)和漁業(yè)，即常說的農(nóng)、林、牧、副、漁五業(yè)，也稱大農(nóng)業(yè)。大農(nóng)業(yè)內(nèi)各業(yè)的組成及其比例稱為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。我國的種植業(yè)比例最大，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。國家統(tǒng)計中一般將種植業(yè)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(yè)的主體。農(nóng)學(xué)的研究對象主要是大田作物，因此農(nóng)學(xué)的進步對于種植業(yè)、農(nóng)業(yè)乃至國民經(jīng)濟的發(fā)展都具有積極的推動作用。1.1.3農(nóng)學(xué)的性質(zhì)和特點農(nóng)學(xué)的性質(zhì)在很大程度上由種植業(yè)的性質(zhì)所決定。包括：1）農(nóng)學(xué)是為發(fā)展種植業(yè)服務(wù)的一門綜合學(xué)科；2）農(nóng)學(xué)是介于自然科學(xué)和社會科學(xué)間的一門交叉學(xué)科，因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是經(jīng)濟再生產(chǎn)和自然再生產(chǎn)相結(jié)合的過程。3）農(nóng)學(xué)是必須兼顧作物生產(chǎn)和環(huán)境安全的一門生態(tài)學(xué)科。農(nóng)業(yè)既有保護環(huán)境的一面，也有破壞環(huán)境的另一面，所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須兼顧到生態(tài)系統(tǒng)的平衡和環(huán)境的安全。農(nóng)學(xué)的特點包括：1）生物性。農(nóng)學(xué)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(huán)境中的無機物變成有機物、太陽能變成化學(xué)能。2）復(fù)雜性。作物生產(chǎn)是一個有序列、有結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)，受多種因子的影響和制約，農(nóng)學(xué)必須研究如何處理和協(xié)調(diào)各種因子的相關(guān)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(chǎn)類型人類在100多萬年的發(fā)展歷史中，人口再生產(chǎn)出現(xiàn)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(xiàn)在原始社會、奴隸社會和封建社會，第2種類型出現(xiàn)在工業(yè)革命早期，第3種類型出現(xiàn)在目前西方發(fā)達國家。1.2.2我國人口的增長我國人口的再生產(chǎn)也出現(xiàn)了上述3種類型：第1種類型出現(xiàn)于新中國成立前，第2種類型出現(xiàn)在20世紀(jì)50—70年代，第3種類型出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代之后。我國人口的增長趨勢預(yù)測分為低方案、中方案和高方案3種。1.3作物生產(chǎn)與糧食安全1.3.1作物生產(chǎn)的發(fā)展概況新中國成立以來，我國作物生產(chǎn)取得了很大進步，扭轉(zhuǎn)了糧、棉、油等主要農(nóng)產(chǎn)品供給長期短缺的局面，實現(xiàn)了供求基本平衡。表現(xiàn)為總產(chǎn)增加顯著，面積略有增加，單產(chǎn)提高明顯。作物生產(chǎn)的迅速發(fā)展與農(nóng)業(yè)科技進步和作物生產(chǎn)條件改善密切相關(guān)，如作物品種改良、間套作多熟制種植的發(fā)展、栽培技術(shù)的發(fā)展、病蟲草害防治技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)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(jīng)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(fù)階段（1959—1977），到1977年恢復(fù)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(shù)量持續(xù)增加，需求質(zhì)量不斷提高，導(dǎo)致我國糧食生產(chǎn)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(nóng)業(yè)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(qū)人均占有耕地面積少于聯(lián)合國規(guī)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(qū)，生活用水和農(nóng)業(yè)用水均不能充分保證。所以應(yīng)在保護水資源的前提下，發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，增加糧食生產(chǎn)。2）提高單位面積產(chǎn)量包括提高復(fù)種指數(shù)和提高作物單產(chǎn)2個方面。3）減少產(chǎn)后損失產(chǎn)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(diào)整糧食發(fā)展戰(zhàn)略將現(xiàn)有“糧食—經(jīng)濟”的二元作物結(jié)構(gòu)調(diào)整為“糧食—經(jīng)濟—飼料”三元作物結(jié)構(gòu)，發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)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(fā)新的食物源開發(fā)微生物農(nóng)業(yè)（白色農(nóng)業(yè)）和海洋農(nóng)業(yè)（藍(lán)色農(nóng)業(yè)）具有廣闊的前景。6）立足自給，適當(dāng)進口我國糧食要立足自給，進口數(shù)量不能突破我國糧食產(chǎn)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(nóng)耕文化作物是指由人類栽培的植物。人類定居以后，發(fā)現(xiàn)“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(nóng)耕文化開始的淵源。原始人類居住的地理環(huán)境不同，就會形成不同的農(nóng)耕生活，進而形成不同的農(nóng)耕文化（圈）。人類農(nóng)耕文化大致可分為4種：地中海農(nóng)耕文化，熱帶深草原農(nóng)耕文化，根栽農(nóng)耕文化，新大陸農(nóng)耕文化。2.1.2作物的起源中心前蘇聯(lián)瓦維洛夫提出了栽培植物的8大起源中心學(xué)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(nóng)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(nóng)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(jīng)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(guān)系分類也稱作物的植物學(xué)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(jù)需要再分成若干亞級。2.2.2按作物的生理生態(tài)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(yīng)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(shù)夏季作物。對光周期要求不很嚴(yán)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(xué)系統(tǒng)相結(jié)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(shù)屬禾本科，主要作為糧食和飼料，提供糖類和蛋白質(zhì)。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(zhì)，也可作為工業(yè)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(jīng)濟作物也成為工業(yè)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(dāng)歸、杜仲、黃蓮等。作物的分類是相對的，因為大多數(shù)作物的用途并不是單一的。3作物生長發(fā)育規(guī)律3.1作物的生長發(fā)育3.1.1作物的生長發(fā)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(fā)育過程稱為作物的一生，所經(jīng)歷的時間（天數(shù)）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(jié)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(fā)育作物一生可分為生長和發(fā)育。生長是指作物個體、器官、組織或細(xì)胞在體積、重量和數(shù)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(fā)育是指作物細(xì)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(fā)育等。3.1.1.3營養(yǎng)生長與生殖生長營養(yǎng)生長是指作物以分化、形成營養(yǎng)器官為主的生長，進行營養(yǎng)生長的時期稱為營養(yǎng)生長期或營養(yǎng)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(fā)育3.1.2.1種子與種子發(fā)芽種子的概念。作物生產(chǎn)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(fā)育而成的真種子，由子房發(fā)育而成的果實，根莖類作物用于繁殖的營養(yǎng)器官。種子的發(fā)芽。發(fā)芽是指胚根伸出種皮形成種子根或營養(yǎng)器官的生殖芽開始生長的現(xiàn)象。包括吸水膨脹、萌動和發(fā)芽3個過程。發(fā)芽率是指能發(fā)芽的種子占供試種子的百分率，發(fā)芽勢是指在某一特定時間內(nèi)（一般為3天）的發(fā)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(yǎng)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(fā)芽后，胚根生長形成主根，主根上生長出各級側(cè)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(jié)上生長出次生根，形成須根系。3.1.2.3莖的種類、形態(tài)與莖的生長莖的種類和形態(tài)。莖主要擔(dān)負(fù)支撐植株、輸導(dǎo)物質(zhì)和儲藏養(yǎng)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(tài)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(xì)胞分裂和伸長，使節(jié)數(shù)增加，節(jié)間伸長，植株逐漸長高，其節(jié)間伸長的方式為頂端生長。禾谷類作物的莖主要靠每個節(jié)間基部的居間分生組織細(xì)胞進行分裂和伸長，使每個節(jié)間伸長而逐漸長高，其節(jié)間伸長的方式為居間生長。3.1.2.4葉的形態(tài)與生長葉的形態(tài)。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(chǎn)量器官的形成與成熟營養(yǎng)器官的形成和成熟。以一般的營養(yǎng)器官為產(chǎn)量器官的作物，如甘蔗的莖，其產(chǎn)量器官的生長發(fā)育與普通的營養(yǎng)器官基本相似。以變態(tài)的營養(yǎng)器官為產(chǎn)量器官的作物，如甘薯的塊根，其產(chǎn)量器官的生長發(fā)育與普通的營養(yǎng)器官有較大的差異。生殖器官的形成和成熟。許多作物的產(chǎn)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(fā)育過程。3.2作物產(chǎn)量及其形成3.2.1作物的產(chǎn)量作物產(chǎn)量。指收獲的具有經(jīng)濟價值的產(chǎn)品數(shù)量，也稱經(jīng)濟產(chǎn)量。包括單位面積的產(chǎn)量，即單產(chǎn)，一定面積的產(chǎn)量，即總產(chǎn)。經(jīng)濟系數(shù)。指生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟產(chǎn)量的效率。經(jīng)濟系數(shù)=經(jīng)濟產(chǎn)量/生物產(chǎn)量。作物產(chǎn)量的構(gòu)成因素。禾谷類作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素是單位面積上的有效穗數(shù)、每穗平均結(jié)實粒數(shù)和每粒平均重量，3者的乘積就是單位面積的產(chǎn)量。其他作物也有各自的構(gòu)成因素。產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相互關(guān)系。產(chǎn)量是各構(gòu)成因素之積，因素間有一定的制約和補償關(guān)系。3.2.2作物產(chǎn)量的形成3.2.2.1禾谷類作物穗數(shù)。不需要分蘗的作物，如玉米、高粱的穗數(shù)取決于種植密度；大多數(shù)需要分蘗的作物，如水稻、小麥等的穗數(shù)取決于種植（移栽）密度和單株有效分蘗數(shù)。穗粒數(shù)。穗粒數(shù)取決于結(jié)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(shù)。單位面積的株數(shù)由種植或移栽密度決定。鈴莢數(shù)。單株鈴莢數(shù)受分枝數(shù)、分枝花芽數(shù)、花芽能否成鈴莢、鈴莢能否成熟等影響。粒數(shù)。每個鈴莢的種子數(shù)受遺傳、空癟率的影響。粒重。粒重決定于結(jié)實期長度和結(jié)實期增重速度，受作物種類、品種、環(huán)境條件和栽培技術(shù)等因素的影響。3.3作物品質(zhì)與評價標(biāo)準(zhǔn)3.3.1作物品質(zhì)作物的品質(zhì)是指產(chǎn)量器官，即目標(biāo)產(chǎn)品的質(zhì)量。糧食作物的品質(zhì)包括食用品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)等，經(jīng)濟作物的品質(zhì)包括工藝品質(zhì)和加工品質(zhì)等。3.3.2作物品質(zhì)的評價指標(biāo)形態(tài)指標(biāo)。指根據(jù)作物產(chǎn)品的外觀形態(tài)來評價品質(zhì)優(yōu)劣的指標(biāo)。如禾谷類作物籽粒的大小，棉花纖維的長度等。理化指標(biāo)。指根據(jù)作物產(chǎn)品的生理生化分析結(jié)果評價品質(zhì)優(yōu)劣的指標(biāo)。如小麥籽粒的蛋白質(zhì)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(zhì)。指蒸煮、口感和食味等的特性。營養(yǎng)品質(zhì)。主要指蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成、維生素含量和微量元素含量等。工藝品質(zhì)指影響產(chǎn)品質(zhì)量的原材料特性。如棉纖維長度、細(xì)度、整齊度等。加工品質(zhì)指不明顯影響產(chǎn)品質(zhì)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(yōu)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(chǎn)物；2）品種應(yīng)具備遺傳穩(wěn)定性和形態(tài)一致性；3）品種必須符合生產(chǎn)的需要。優(yōu)良品種必須具備5個特點：1）豐產(chǎn)性，既要有較高的物質(zhì)生產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)，又要有合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)；2）穩(wěn)產(chǎn)性，是豐產(chǎn)性的基本保證，應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐闹饕∠x害和自然災(zāi)害具有一定的抗性；3）優(yōu)質(zhì)性；4）早熟性，有利于多數(shù)種植，有利于避免或減輕災(zāi)害；5）廣適性，要求品種能適應(yīng)較大地區(qū)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(zhì)資源的發(fā)掘與利用、優(yōu)良基因的重組與選擇、育成品種的評價與測試3個環(huán)節(jié)。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(dāng)?shù)?。狹義的引種是指生產(chǎn)性引種，既引入能供生產(chǎn)上推廣栽培的優(yōu)良品種。4.2.2選擇育種指以品種內(nèi)的自然變異為材料，根據(jù)育種目標(biāo)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(chǎn)量比較3個環(huán)節(jié)。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(jīng)基因分離、重組創(chuàng)造異質(zhì)后代群體，從中選擇優(yōu)良個體，并進一步育成新品種的方法。4.2.4雜種優(yōu)勢利用雜種優(yōu)勢指2個基因型不同的親本雜交所產(chǎn)生的雜種一代（F1），在各方面比其雙親都表現(xiàn)優(yōu)越的現(xiàn)象。為了利用這種優(yōu)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(yōu)勢利用。目前生產(chǎn)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(xué)殺雄制種；4）利用自交不親和性制種；5）利用標(biāo)記性狀（基因）識別雜種。此外還可利用三倍體雜種優(yōu)勢和無性繁殖作物的雜種優(yōu)勢。4.2.5誘變育種指利用物理和化學(xué)的方法誘發(fā)作物產(chǎn)生變異，然后從變異群體中選擇符合育種目標(biāo)的個體，進而育成新品種的方法。4.2.6生物技術(shù)在育種中的應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)是在無菌和人工控制的條件下，對植物的原生質(zhì)體、細(xì)胞、組織和器官進行離體培養(yǎng)，并控制其生長發(fā)育的一門技術(shù)。遺傳工程指對遺傳物質(zhì)進行直接操縱、改組、重建，實現(xiàn)遺傳性定向改造的技術(shù)，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(chǎn)，是對通過審定的作物優(yōu)良品種按一定程序進行繁殖，使生產(chǎn)的種子能保持其優(yōu)良種