作物栽培學(xué)的發(fā)展歷程與前進(jìn)方向淺析

許 暢

（黑龍江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 黑龍江，哈爾濱 150090）

在相當(dāng)長一段時(shí)間，人們認(rèn)為種植業(yè)活動(dòng)就等同于作物栽培，作物栽培學(xué)重要性不言而喻，而作物栽培學(xué)對(duì)于種植業(yè)農(nóng)技人員的我們更是必修課，想學(xué)好作物栽培學(xué)，有必要簡(jiǎn)要了解我國作物栽培學(xué)的發(fā)展歷程及未來發(fā)展方向。

1 作物栽培學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 作物栽培學(xué)概念

作物栽培學(xué)是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)，主要研究作物生長發(fā)育規(guī)律以及其與環(huán)境條件之間關(guān)系，通過綜合運(yùn)用和組裝有關(guān)學(xué)科的理論、技術(shù)成果，進(jìn)而探討作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的理論與技術(shù)[1]。

1.2 研究學(xué)習(xí)作物栽培學(xué)的目的

研究學(xué)習(xí)作物栽培學(xué)的最終目的是制定出最佳的栽培技術(shù)方案，統(tǒng)籌作物生長的生物學(xué)要求和最大經(jīng)濟(jì)效益，以實(shí)現(xiàn)種植業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效益和低成本。

1.3 學(xué)科特點(diǎn)

作物栽培學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的科學(xué)，這是因?yàn)樽魑锂a(chǎn)量的形成是長期的且受多種因素制約的，作物栽培學(xué)與相鄰學(xué)科的聯(lián)系相當(dāng)廣泛。比如：要為作物高產(chǎn)栽培提供生物學(xué)依據(jù)，必須運(yùn)用植物學(xué)及植物生理學(xué)的基本理論知識(shí);為了滿足作物正常生育對(duì)環(huán)境的要求，必須掌握土壤肥料學(xué)、耕作學(xué)和農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的理論與技術(shù);為了保證作物免受有害生物的侵?jǐn)_，必須具備植物保護(hù)學(xué)的知識(shí)等等。因此必須將多種學(xué)科的單項(xiàng)技術(shù)組裝配套，因地制宜地實(shí)際運(yùn)用到作物生產(chǎn)全過程，才能實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)增效的最終目標(biāo)。

2 作物栽培學(xué)的歷史沿革

2.1 原始社會(huì)和奴隸社會(huì)階段

我國農(nóng)業(yè)歷史源遠(yuǎn)流長，早在新石器時(shí)代人們就學(xué)會(huì)如何種植，是世界上種植業(yè)起源最早的國家之一。據(jù)考古資料證明，六、七千年前黃河流域的人們就開始種植粟，長江流域的居民開始種植水稻，商殷時(shí)代的文字中已存在稻、黍、稷、麥、菽、禾、粟等作物的名稱，還包含疇、疆、圳、井、圃等與耕整地相關(guān)的文字記載，說明那時(shí)我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)領(lǐng)先全球。到夏、商相繼建立起強(qiáng)盛的國家，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)陂L期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，選育了種類繁多的作物品種，制造了各式各樣的生產(chǎn)工具，像翻土的犁、播種的耬、中耕除草的鋤等，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力得到了極大的提升，此階段我國勞動(dòng)人民逐漸加深了對(duì)農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)，積累了關(guān)于作物生產(chǎn)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)。

2.2 封建社會(huì)階段

隨著社會(huì)生產(chǎn)關(guān)系的不斷變革，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力也不斷向適應(yīng)生產(chǎn)關(guān)系的方向不斷發(fā)展，為更好的總結(jié)和傳承，古代農(nóng)書應(yīng)運(yùn)而生，西漢氾勝之對(duì)古代黃河流域農(nóng)業(yè)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)著成《氾勝之書》，一般認(rèn)為該書是中國第一部農(nóng)書，同時(shí)，也是我國最早的作物栽培學(xué)專著。書中將我國古代黃河流域普通勞動(dòng)人民的農(nóng)業(yè)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，詳細(xì)記錄了從播種到收獲全過程的農(nóng)業(yè)技術(shù)，并提出了“趨時(shí)、和土、務(wù)糞、澤、早鋤、早獲”這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總原則，為中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。之后北魏賈思勰著成的《齊民要術(shù)》是我國現(xiàn)存的最古老、最完整的農(nóng)書，總結(jié)了西漢末年至北魏時(shí)期黃河流域農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。詳細(xì)介紹了季節(jié)、氣候、和不同土壤與不同農(nóng)作物的關(guān)系，對(duì)種植作物強(qiáng)調(diào)“順天時(shí)，量地力，用力少而成功多。任情返道，勞而無獲”，客觀地揭示了“因地制宜”耕種的基本原則。北宋的《陳敷農(nóng)書》記述了水稻栽培種植方法、討論了水稻培育壯秧的技術(shù)。提出土壤肥力保持旺而不衰的觀點(diǎn)，奠定了古代“地力常新壯”的理論基礎(chǔ)。元代《王禎農(nóng)書》是作者基于前人著作，對(duì)廣義的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)作了全面系統(tǒng)的論述，提出中國農(nóng)學(xué)傳統(tǒng)體系，《農(nóng)器圖譜》為此書精華所在，是我國古代有關(guān)農(nóng)具最詳盡的一部農(nóng)書。明代徐光啟的《農(nóng)政全書》重點(diǎn)論述了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)知識(shí)，稱得上是農(nóng)業(yè)的百科全書。清代乾隆年間由官府組織編寫的《授時(shí)通考》，是前代農(nóng)書的節(jié)錄和匯集，匯總了古代農(nóng)書的大成。封建社會(huì)圍繞著如何種好作物而進(jìn)行的土壤耕作、抗旱保墑、施肥植保而總結(jié)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為作物栽培學(xué)的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 近代中國階段

我國古代農(nóng)業(yè)有著燦爛的光輝，但由于封建制度的束縛和帝國主義、封建主義和官僚資本主義的三重壓迫和剝削，加上連年的戰(zhàn)亂，民不聊生，農(nóng)村經(jīng)瀕臨破產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平急劇下降，農(nóng)業(yè)科學(xué)停滯不前。新中國成立前我國人口5.4億，人均糧食產(chǎn)量400斤，糧食總產(chǎn)量2200億斤，遠(yuǎn)低于抗日戰(zhàn)爭(zhēng)前的最高產(chǎn)量。

2.4 現(xiàn)當(dāng)代中國階段

新中國成立后，國家高度重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及作物栽培技術(shù)的改進(jìn)和提高。隨著生產(chǎn)關(guān)系的變革和生產(chǎn)力的解放，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)理論的研究都取得了很大進(jìn)步。廣大農(nóng)技人員圍繞作物生產(chǎn)上的瓶頸問題開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論研究，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。20世紀(jì)50-60年代，圍繞種植制度改革，我國科研工作者研究出多熟制配套栽培技術(shù);推廣了育苗移栽技術(shù);明確各種作物在不同地區(qū)、不同品種、不同肥力水平下合理密植范圍和相應(yīng)的肥水管理技術(shù);針對(duì)作物生產(chǎn)上主要自然災(zāi)害進(jìn)行了研究并給出相應(yīng)技術(shù)措施，保證了大面積穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。20世紀(jì)70-90年代，區(qū)域化、規(guī)范化、模式化栽培技術(shù)得到廣泛推廣，測(cè)土配方施肥技術(shù)大面積應(yīng)用，植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用研究取得突破，并建立了幾種作物的葉齡模式及其配套化控技術(shù)體系，在中低產(chǎn)地區(qū)，研究并推廣了作物抗逆綜合栽培技術(shù)體系，以“噸糧田”為代表的自然資源綜合利用和先進(jìn)技術(shù)集成組裝在各地廣泛興起。進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國作物栽培科學(xué)的工作者將解決制約作物生產(chǎn)的科學(xué)問題作為目標(biāo)，利用作物學(xué)三個(gè)關(guān)聯(lián)的學(xué)科，作物生理學(xué)(Crop physiology)、作物生態(tài)學(xué)(Crop ecology)和作物管理學(xué)(Crop management)，開展了卓有成效研究，分別以作物產(chǎn)量與環(huán)境生理、品質(zhì)生理、技術(shù)原理作為理論基礎(chǔ)，以技術(shù)—產(chǎn)量—品質(zhì)的動(dòng)態(tài)關(guān)系作為生長調(diào)控主線，用系統(tǒng)分析的原理和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，相繼解決了一個(gè)個(gè)科技難題，獲得了大量科技成果，并將成果應(yīng)用于作物生產(chǎn)，對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生極深遠(yuǎn)的影響，并逐步形成了中國特色的作物栽培學(xué)科[2]。

3 作物栽培學(xué)發(fā)展方向

隨著生物高新技術(shù)的飛速發(fā)展，作物生理的研究已從細(xì)胞水平發(fā)展到分子水平，作物栽培學(xué)與生物技術(shù)相結(jié)合也將更加普遍，將生物技術(shù)研究手段和方法滲入作物栽培領(lǐng)域的研究，未來與生物高新技術(shù)的結(jié)合將賦予作物栽培學(xué)新的研究?jī)?nèi)容。農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)模型與分子生物技術(shù)和生物學(xué)相結(jié)合，也在基因組學(xué)與農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)應(yīng)用中屢建奇功，通過對(duì)作物生產(chǎn)進(jìn)行綜合的動(dòng)態(tài)模擬，完成科學(xué)決策和優(yōu)化管理。

當(dāng)前大多數(shù)作物基因組測(cè)序已經(jīng)完成，標(biāo)志著作物科學(xué)已經(jīng)進(jìn)入基因組時(shí)代，未來利用作物基因組學(xué)解決作物栽培學(xué)問題，將成為生物科學(xué)領(lǐng)域的一門新興學(xué)科，一批受環(huán)境因素調(diào)控的基因?qū)⒈话l(fā)現(xiàn)，環(huán)境條件與栽培措施如何影響基因表達(dá)調(diào)控將逐漸明晰。由于DNA序列無法體現(xiàn)其功能，而蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機(jī)物，是一切生物功能的主要載體，因此研究細(xì)胞內(nèi)各種蛋白質(zhì)的組成、表達(dá)、規(guī)律還要依靠蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，目前蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在作物栽培學(xué)中的抗性相關(guān)、產(chǎn)量相關(guān)以及安全性相關(guān)已取得了一定成果，未來蛋白質(zhì)組學(xué)將通過錨定某個(gè)具體的脅迫或者發(fā)育機(jī)制，通過組學(xué)的手段大規(guī)模的挖掘差異數(shù)據(jù)從而尋找可供改造的蛋白質(zhì)靶標(biāo)，諸多基礎(chǔ)成果已在作物栽培技術(shù)的創(chuàng)新與集成中起到了重要的理論支撐作用。未來隨著基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與作物栽培學(xué)進(jìn)一步的互相滲透交融，必將開辟栽培機(jī)理認(rèn)識(shí)與調(diào)控新領(lǐng)域[3]。

綜上所述，作物栽培學(xué)的發(fā)展，在新技術(shù)和新成果不斷涌現(xiàn)的今天，只有適時(shí)地跟上作物科學(xué)發(fā)展的步伐，吸收其它學(xué)科的研究成果，才能屹立于諸學(xué)科之林，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)不斷做出新貢獻(xiàn)。