作物栽培學(xué)的現(xiàn)狀與展望

作物栽培學(xué)的現(xiàn)狀與展望第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.前言如何解決我國十多億人口優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的安全供給問題，始終是我國國計(jì)民生中的頭等大事農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收是三農(nóng)的核心和關(guān)鍵我國農(nóng)業(yè)取得了舉世矚目的成就作物栽培學(xué)作為農(nóng)業(yè)科學(xué)的前沿學(xué)科之一，發(fā)揮了其它學(xué)科不能替代的重要作用在新世紀(jì)新階段，作物栽培學(xué)如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上大力創(chuàng)新，加快發(fā)展，無疑將會(huì)對(duì)我國未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重要的影響

第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.20世紀(jì)作物栽培學(xué)的成就

2.1作物栽培學(xué)的概念

研究作物生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律及其與環(huán)境條件的關(guān)系，探索通過優(yōu)化決策、生長調(diào)控、栽培管理等途徑，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全及其可持續(xù)發(fā)展的理論與技術(shù)的科學(xué)。農(nóng)學(xué)領(lǐng)域的任何研究新成果、新品種、新技術(shù)，都必須通過它的檢驗(yàn)評(píng)定和組裝配套，才能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中顯示其功效和價(jià)值，因此它是反映一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)科技水平和生產(chǎn)水平的重要標(biāo)志之一。第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.2作物栽培學(xué)的內(nèi)容體系

當(dāng)今的作物栽培學(xué)包涵了作物生理學(xué)、作物生態(tài)學(xué)、作物管理學(xué)3個(gè)相互聯(lián)系的學(xué)科領(lǐng)域以及農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)秀成果，但只把這些學(xué)科理論進(jìn)行機(jī)械組合永遠(yuǎn)也不會(huì)形成作物栽培學(xué)的理論體系，更不可能形成作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)理論體系。我國栽培學(xué)家們經(jīng)過幾十年的探索研究，分別以作物產(chǎn)量品質(zhì)生理、環(huán)境生態(tài)、技術(shù)原理為理論基礎(chǔ)，以技術(shù)一環(huán)境一產(chǎn)量與品質(zhì)形成的動(dòng)態(tài)關(guān)系為生長調(diào)控主線，以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的作物生產(chǎn)為主要目標(biāo)，明確了作物栽培區(qū)別于其他學(xué)科最本質(zhì)的、具有普遍指導(dǎo)意義的作物栽培理論體系。

第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日作物栽培理論體系由三大部分組成

(1)作物生育進(jìn)程中各部器官建成和產(chǎn)量及品質(zhì)形成規(guī)律，以及作物高產(chǎn)群體形成過程中分階段的形態(tài)、生理性狀特征和質(zhì)量指標(biāo)

第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日(2)高產(chǎn)高效群體形成過程中作物和外界環(huán)境之間(包括對(duì)溫、光、水、肥、氣的要求，生育進(jìn)程與季節(jié)進(jìn)程的同步性，以及對(duì)氣候因素、土壤因素、生物因素的適應(yīng)性等)、群體內(nèi)各個(gè)體之間、個(gè)體內(nèi)各器官之間等三個(gè)方面的矛盾綜合分析，各種矛盾表象特征及其診斷，確定影響群體正常發(fā)展的主要矛盾和調(diào)節(jié)措施的主攻方面

第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日(3)各種栽培措施和調(diào)控技術(shù)的作用原理，以及在不同群體生態(tài)條件下的正負(fù)效應(yīng)和應(yīng)用原則，并向科學(xué)定時(shí)、定量方向發(fā)展，逐步形成栽培調(diào)控技術(shù)的模式化、定量化、標(biāo)準(zhǔn)化

第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.3作物栽培學(xué)的特點(diǎn)

(1)綜合性多學(xué)科、多因素、一門系統(tǒng)科學(xué)(2)區(qū)域性(3)應(yīng)用性(4)可持續(xù)性第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.4作物栽培學(xué)與育種學(xué)的關(guān)系

(1)基因＋環(huán)境＝表現(xiàn)型(2)良種良法，是一架馬車的兩個(gè)輪子,缺一不可(3)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效是作物生產(chǎn)發(fā)展的方向，三優(yōu)主要決定于品種、生產(chǎn)條件和栽培技術(shù)三者的優(yōu)劣及其配合狀況

(4)品種是內(nèi)因,栽培技術(shù)是外因第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.5主要的栽培理論和技術(shù)成就

基本研究方法

形成了把作物、環(huán)境、措施視為一體理論聯(lián)系實(shí)際的研究方法，能把栽培技術(shù)經(jīng)驗(yàn)上升為具有普通指導(dǎo)意義的理論，成為作物栽培規(guī)律研究的基本方法，為中國首創(chuàng)。將分子生物學(xué)手段和信息技術(shù)與栽培學(xué)的常規(guī)研究方法相結(jié)合，提高研究的精確性和效率。

第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日理論成就

(1)生長發(fā)育規(guī)律的研究。研究在高產(chǎn)條件下作物的生長發(fā)育進(jìn)程、葉面積動(dòng)態(tài)、干物質(zhì)積累和分配以及器官建成的同伸關(guān)系。有水稻葉齡模式調(diào)控、小麥葉齡指標(biāo)促控法、玉米按葉齡促控管理技術(shù)等。(2)產(chǎn)量和品質(zhì)形成規(guī)律與源、庫、流關(guān)系的研究。第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日（3）需水需肥規(guī)律的研究。研究農(nóng)作物高產(chǎn)需水特點(diǎn)，對(duì)主要營養(yǎng)元素的吸收、積累和動(dòng)態(tài)分配規(guī)律，農(nóng)作物高產(chǎn)需肥指標(biāo)和比例，作物品種耐肥性研究以及高產(chǎn)栽培的營養(yǎng)診斷技術(shù)。（4）研究農(nóng)作物落花、落鈴、落果的機(jī)理和調(diào)控技術(shù)。（5）化學(xué)調(diào)控機(jī)理。（6）單項(xiàng)與復(fù)合農(nóng)藝措施效應(yīng)規(guī)律

第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日技術(shù)成就

（1）精量播種與育苗移栽技術(shù)

（2）施肥技術(shù)

（3）節(jié)水灌溉技術(shù)：小畦溝灌、間歇水流灌溉、膜側(cè)灌溉、微灌技術(shù)

（4）旱地農(nóng)作技術(shù)：修筑梯田、深層耙壓、節(jié)水播種、合理輪作、應(yīng)用化學(xué)抗旱制劑第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日（5）覆膜栽培和設(shè)施栽培技術(shù)（6）化控技術(shù)

（7）農(nóng)作物規(guī)范化和模擬技術(shù)（8）輕簡栽培技術(shù)

（9）間套復(fù)種制度的改進(jìn)與發(fā)展

（10）中低產(chǎn)地區(qū)綜合增產(chǎn)技術(shù)體系

第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.6作物栽培學(xué)的研究特點(diǎn)

第一，緊緊圍繞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，順應(yīng)科技發(fā)展潮流，研究領(lǐng)域上得到了很大拓展。第二，栽培學(xué)研究已從單純注重產(chǎn)量，轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全相統(tǒng)一的研究。第三，不斷吸納其它學(xué)科新思想、新技術(shù)成果，使作物栽培學(xué)的科技水平不斷提升。第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日第四，作物栽培已由過去定性為主，全面走向定量化、標(biāo)難化。

第五，作物栽培學(xué)注意宏觀控制與微觀相結(jié)合。

第六，作物栽培更加注重環(huán)境改善，重視資源的高效利用與環(huán)境保護(hù)，走可持續(xù)發(fā)展道路。

第七，作物栽培以往只注重社會(huì)效益，已不適應(yīng)商品經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，嚴(yán)重約束了自身的發(fā)展。

第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.發(fā)展的趨勢(shì)與創(chuàng)新方向

作物栽培學(xué)存在的局限性

作物栽培學(xué)面前有兩大現(xiàn)實(shí)

作物栽培學(xué)的發(fā)展方向作物栽培科學(xué)現(xiàn)代化的標(biāo)志

作物栽培學(xué)的未來任務(wù)

作物栽培學(xué)研究的發(fā)展趨勢(shì)

作物栽培學(xué)的創(chuàng)新方向

作物栽培學(xué)的主要研究領(lǐng)域

第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.1作物栽培學(xué)存在的局限性

(1)作物栽培屬于軟件技術(shù)（文字性描述），一般不具備商品性，不是農(nóng)民進(jìn)行生產(chǎn)的必備條件。(2)栽培技術(shù)的綜合性強(qiáng)，區(qū)域性強(qiáng)，靈活性大，經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，措施之間配套好壞影響實(shí)際效果，增產(chǎn)效益波動(dòng)大。(3)栽培技術(shù)多為定性描述，無法準(zhǔn)確定量，重演性不強(qiáng)。(4)栽培技術(shù)的推廣需要增加一定投入，改變生產(chǎn)習(xí)慣，推廣難度較大，容易產(chǎn)生“回潮”。

第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.2作物栽培學(xué)面臨的形勢(shì)

一是作物生產(chǎn)增收增效極其困難二是栽培成果的產(chǎn)出跟不上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需求三是農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，離不開栽培科學(xué)。1.我國人地矛盾在不斷加劇，最終的出路還在提高農(nóng)產(chǎn)品的單產(chǎn)和品質(zhì)，必須依靠栽培科學(xué)2.優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種潛力的發(fā)揮，離不開栽培第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和創(chuàng)名牌生產(chǎn)，必須由栽培配合

4.農(nóng)業(yè)資源合理利用，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，要通過栽培改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)．為適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展新形勢(shì)，作物栽培要拓展研究領(lǐng)域，擴(kuò)大服務(wù)范圍，加強(qiáng)研究深度，提高成果水平第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日四是作物栽培學(xué)的困難與機(jī)遇共存，國家農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)和安全的需要仍必將把作物栽培學(xué)推到生產(chǎn)前沿，歷史的使命要求作物栽培專家們克服現(xiàn)有的困難，負(fù)重前進(jìn)，在困難中求發(fā)展，爭空間，依靠自身不懈的努力去爭得尊重，以創(chuàng)新思想、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新實(shí)績，在新的歷史時(shí)期賦予作物栽培學(xué)新的內(nèi)涵與新的活力，鑄就新的輝煌。第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.3作物栽培學(xué)的發(fā)展方向

作物栽培學(xué)的現(xiàn)代化的本質(zhì)就是科學(xué)化，從經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)過渡到以科學(xué)為基礎(chǔ)，使作物栽培學(xué)向著可操作的、可重演的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)植物生產(chǎn)的高效化。作物栽培科學(xué)現(xiàn)代化必須完成“從現(xiàn)象到本質(zhì)”、“從定性到定量”和“數(shù)學(xué)化”三方面的過渡。第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.4作物栽培科學(xué)現(xiàn)代化的標(biāo)志

(1)全部技術(shù)整體綜合化、標(biāo)準(zhǔn)化、模型化、精確化

(2)手段現(xiàn)代化、自動(dòng)化

(3)技術(shù)成果商品化第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.5作物栽培學(xué)的未來任務(wù)

(1)最充分地發(fā)揮植物資源（野生植物、優(yōu)良品種）的遺傳潛力

(2)科學(xué)投入，減少污染，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，生產(chǎn)無公害產(chǎn)品，滿足市場需求，保證其可持續(xù)發(fā)展

(3)大幅度提高水、肥等資源的利用率

(4)大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

(5)大幅度提高土地生產(chǎn)率第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.6作物栽培學(xué)研究的發(fā)展趨勢(shì)

擴(kuò)大研究對(duì)象向宏觀發(fā)展拓寬研究領(lǐng)域向微觀深入與多學(xué)科結(jié)合，特別是新興學(xué)科如信息科學(xué)、材料科學(xué)等的結(jié)合，形成新的交叉學(xué)科第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.7作物栽培學(xué)的創(chuàng)新方向

主題

根據(jù)資源、環(huán)境、市場三方面約束加劇的形勢(shì)，瞄準(zhǔn)國際學(xué)科發(fā)展前沿，掌握國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品市場發(fā)展動(dòng)向，緊緊抓住我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重大實(shí)際問題，超前攻關(guān)研究，不斷創(chuàng)造與推出適應(yīng)不同農(nóng)區(qū)多樣性優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品持續(xù)增產(chǎn)的適用栽培新技術(shù)、高技術(shù)及其理論，源源不斷地為農(nóng)民增收、企業(yè)創(chuàng)造農(nóng)產(chǎn)品品牌名牌提供必需的技術(shù)支撐。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日方法和手段分子生物學(xué)的發(fā)展、新的化學(xué)物質(zhì)的合成、新型生產(chǎn)資料的發(fā)明和利用、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的普及應(yīng)用等為作物栽培學(xué)提供了新的方法和手段，因此這些也將成為作物栽培學(xué)研究中十分活躍的領(lǐng)域。

第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日主要方向

(1)運(yùn)用農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，可以對(duì)復(fù)雜的作物栽培生產(chǎn)過程進(jìn)行系統(tǒng)的分析和綜合，建立動(dòng)態(tài)的模擬模型和管理決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)管理的定量決策，從而促進(jìn)作物栽培的規(guī)范化、信息化、科學(xué)化，使傳統(tǒng)作物栽培學(xué)成為作物智能栽培學(xué)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)與作物栽培學(xué)交叉結(jié)合。

第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日

作物智能栽培學(xué)研究內(nèi)容：作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫及信息系統(tǒng)、作物生長預(yù)測和監(jiān)測系統(tǒng)、作物管理決策支持系統(tǒng)、作物空間信息系統(tǒng)(3S技術(shù)等)、精確農(nóng)業(yè)支持系統(tǒng)、作物智能教學(xué)和苗情診斷系統(tǒng)、虛擬作物以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)等幾個(gè)方面。作物智能栽培學(xué)應(yīng)以作物生理生態(tài)的研究成果和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)研究與模擬研究相結(jié)合，注重建立基于生理生態(tài)過程的作物生長模型、基于作物生長模型的作物生產(chǎn)系統(tǒng)。第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日（2）化學(xué)調(diào)控

化學(xué)控制原理和技術(shù)是直接控制作物本身，有效地達(dá)到控制作物生長的目的，使作物的生長朝著人們預(yù)期的方向和程度發(fā)生變化，從而更好地利用作物的增產(chǎn)潛力。

化控技術(shù)還應(yīng)在“定向控制誘導(dǎo)”、生產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)定性、理想性和生態(tài)效益的顯著性以及減少對(duì)作物的負(fù)效上加以重點(diǎn)研究，使之與傳統(tǒng)的栽培學(xué)真正相互融合成為化控栽培技術(shù)新體系，使農(nóng)作物的栽培過程愈來愈接近于有目標(biāo)設(shè)計(jì)、可控制生產(chǎn)流程的工程。

第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日（3）節(jié)水

如何通過農(nóng)業(yè)的、化學(xué)的、水利的措施，減少農(nóng)田灌溉水到作物產(chǎn)量形成過程中的損失，這是農(nóng)業(yè)節(jié)水的總?cè)蝿?wù)。農(nóng)業(yè)上的節(jié)水主要是要研究查明作物體吸收水分的機(jī)理和需水規(guī)律，使有限的水分使用于作物最需要水份的時(shí)期，減少滲漏和蒸發(fā)的損失，充分利用水資源，提高土壤水分和灌溉水的利用率。

第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日（4）高效安全施肥技術(shù)當(dāng)前研究的難點(diǎn)之一，如何提高肥料的利用率和肥料的生產(chǎn)率，減少肥料的用量和次數(shù)及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染等，需要做的研究工作很多，如研究不同土壤肥力下作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的需肥規(guī)律和動(dòng)態(tài)，不但研制新型的肥料(如根據(jù)作物一生中需肥特點(diǎn)可以定時(shí)緩慢釋放的緩效肥以及長效肥、菌肥、藥肥)，同時(shí)改革施肥的方式方法、實(shí)現(xiàn)精確施肥等。第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日（5）保護(hù)性栽培無公害栽培，當(dāng)前農(nóng)業(yè)污染已成為生態(tài)環(huán)境污染的一個(gè)重要因素，研究如何利用栽培措施減輕有害物質(zhì)的污染程度，對(duì)保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有很大益處。同時(shí)開展公害綠色食品(有機(jī)食品)生產(chǎn)技術(shù)的綜合研究與開發(fā)秸稈還田和少免耕兩者互有聯(lián)系，都涉及環(huán)保可持續(xù)發(fā)展第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.8作物栽培學(xué)的主要研究領(lǐng)域

優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培

安全高產(chǎn)栽培

精確栽培研究

抗旱節(jié)水栽培秸稈還田和少免耕

化學(xué)控制技術(shù)的研究