农作物生长的基本条件篇1
关键词气候资源；农业气象条件；山西忻州；忻府区
中图分类号S162.3文献标识码a文章编号1007-5739（2011）21-0305-01
一定的气象条件是农作物正常生长的必要条件[1-3]。当这些气象条件的组合对作物的生产有利时，能形成有利于农作物生长的农业自然资源；反之，当气象条件的某种组合对农业生产有害时，将不利于农作物生长[4-5]。分析气候资源状况和气象条件对当地农业生产的影响，是农业气象服务的基本任务。国内有关农业气象条件和农业气候资源研究一直是农业气象研究的热点内容。现对忻府区气候资源状况及农业气象条件进行分析，以更好地实践“气象为农”服务提供科学参考依据。
1忻府区基本农业气候资源概况
山西省忻府区位于山西省北中部地区。其东西宽约为55km，南北长约43km。自古以来忻府区一直是农业生产和商贸集散的重要地区，有“三关总要”、“晋北锁钥”的美称。忻府区的地形自西向东逐步倾斜，北、西、南地区为三面环山，东部地区较为开阔和平坦。忻府区有3条主要的山脉，分别为云中、系舟和五台山脉。忻府区属季风型大陆性气候，夏季多东南风，冬季多西北风，春温高于秋温。无霜期平均167.1d。
2忻府区日照条件分析
太阳主要通过光照强度、光质和光照时间影响植物。光合作用是影响作物生长最重要的过程之一。在自然条件下，只有达到一定的光强，农作物才能进行正常的光合作用，从而产生养分以保证植物的生长。因此，日照条件是评价地区农业气象条件的最基本要素之一。
从表1可以看出，忻府区的年日照时数在1914～2797h间变化。其中12月的日照时数最少，仅有1914h，只占全年的7.0%；5月的日照时数最多，为2797h，占全年的10.3%。11月至翌年2月的日照时数较少，各月的日照时数不超过全年的7.5%；3—5月，日照时数逐渐增加；5月为全年日照最充足的月份；6—10月的日照条件逐渐减少。总体看来，忻府区的日照条件较为丰富，尤其是在作物生长关键季节内的日照时数较多，光能资源非常丰富，有利于农作物的种植和生长。
3忻府区湿度和降水条件分析
水也是农作物生长发育等生命活动的最基本条件。农作物从发芽、出苗、生长、成熟等生命活动均在水的参与下进行，一个地区空气湿度和降水条件是影响作物的生长发育至关重要气象条件。
从表1可以看出，忻府区的相对湿度季节变化较为明显，在1—5月忻府区的月平均相对湿度均在50%以下。进入6月后相对湿度开始增加，6—8月相对湿度从53%增加至74%。7—8月是忻府区湿度最大的月份，10月以后湿度逐渐减少，至12月相对湿度减少至52%。忻府区的降水主要集中在7—8月，其中7月的降水量为1043mm，8月的降水量为1144mm。6月和9月的降水量均在500mm以上。5月和10月的降水量分别为297mm和236mm，其他月份的降水量相对较少。其中降水量最少的月份是1月和12月，其月平均降水量不足20mm。从上述分析可以看出，忻府区的降水量和湿度虽然绝对值并不是特别大，但其时间分布对农作物生长相对比较有利。在作物生长初期的4月和5月，有一定的降水量和湿度，但绝对值较小，可防止春旱对农作物造成的影响；在农作物生长最为旺盛的6—8月，降水相对较多，空气较为湿润，气象条件能够基本满足大部分作物生长的需要。但要特别注意极端降水时间造成的田间积水过多等各种灾害事件的发生。在9—10月的作物成熟季节，降水相对较少，比较利于作物的收割和晾晒。冬季忻府区的降水和湿度相对较小，较有利于农作物越冬。
4参考文献
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农作物生长的基本条件篇2
度不一样。气象条件是影响农业生产的最主要自然因素之一,气候环境为农作物的生长发育提供光、温、水、气等能量和物质资源,因此农作物产量的高低及品质的优劣在很大程度是受气象要素综合影响。所以农业生产必须气象因素,只有合理利用有利的条件,尽量克服不利气象因子对农作物生长的影响,才能因地制宜因时制宜,夺取农作物的丰收。甘肃省酒泉市位于甘肃省西北部,当地正好处于河西走廊,是全国重要的棉花、玉米和蔬菜生产基地。本文将利用酒泉气象资料,重点分析农作物生长与当地气候条件的关系,为科技兴农提供有利的支撑。
1酒泉农业及气象条件介绍
甘肃省酒泉市东连张掖市,南靠青海,西接新疆维吾尔自治区,北临蒙古,东西全长680km,南北宽为540km。地势由西南向东北逐渐倾斜,南有高山,北有平原,以灰漠钙土壤和灰棕漠钙土壤为主。南部各山口雪水冲击形成的冲积扇平原周围,新地、红山、丰乐和清水等农作物繁茂的绿洲遍布。全区有来自于祁连山冰川的3大河系、地表河流众多,十分适宜农作物的生长。酒泉的海拔在1500m,当地的年日照时数为3320h,年平均气温在4~10 ℃,昼夜温差较大,年有效积温在1800~3600℃,全年的无霜期达140d,属典型的温带大陆性气候,气候条件十分适宜农作物生产。其它相关气象条件如表1所示。由于当地的雪山融水自流灌溉和农田水利设施十分齐全,灌溉条件良好,因此酒泉的农作物产量较高,品质优良。酒泉不仅是全国的良种小麦生产基地,而且也是棉花、玉米和瓜果蔬菜种植基地。
表1甘肃省酒泉市的基本气候条件表
2酒泉农作物种植气候条件分析
2.1酒泉玉米种植气候条件分析酒泉是全省重要的良种玉米培植基地。从玉米播种期需要的气象条件来看,玉米种子发芽最低温度稳定大于8~10℃,5~10cm地温需稳定10~12℃,田间持水量保持在60%~80%最为适宜。假如温度偏低<8℃,不利于玉米的播种喝出苗,若土壤田间持水量偏小<50%,则干旱、不利于种子膨胀出芽。在酒泉玉米播种期,由于降水量较少,假如遇到干旱,最好采用雪水灌溉播种或麦垄玉米点播等措施,确保玉米达适时播种出苗。在玉米的拔节抽穗期,最适宜的温度是24~26℃。由于酒泉当地在此时一般水分充足,又没
有冰雹等灾害天气,因此玉米一般长势良好。假如在8月上中旬的玉米拨节抽穗前后,酒泉通常无降水,更无连续的透雨情形,因此田间持水量通常小于60%。假如不及时灌溉,会导致玉米拨节抽穗叶子凋萎,雌穗不孕空杆,秃尖增多,严重减产。一般此时应该充分利用融化的雪水灌溉浇水。在酒泉玉米开花授粉期注意防旱,及时灌溉,预防温度偏高或偏低。
2.2酒泉棉花种植气候条件分析酒泉的一些绿洲由于日照丰富,早晚温差较大,十分有利于棉花的种植。从棉花播种出苗期的气象条件来看,5cm地温一般需要稳定在12~14℃,日平均气温要大于18~20℃,田间保水量以60%~70%为最佳。酒泉由于早晨温度较低,在棉花的播种期要注意地膜保暖,否则低温不利于棉籽胚根分化出苗。在甘肃酒泉的棉花现蕾期,当地光照充足,气温多维持在25~30℃,对棉花的结蕾越有利。由于灌溉条件较好,当地的土壤水分及田间持水量在60%~80%,现蕾通常很快,棉株生长紧凑。在棉花开花期,酒泉天气晴朗,水分充足,气温多维持在25~30℃,较利于棉花生长。由于棉花喜温喜光,在土壤湿度大而空气较干燥的环境中有利于增产,因此在管理措施方面,要保证大于10℃的积温超过2100℃,另外当酒泉80%的棉桃都达到已成熟时,要防治病虫害。
2.3酒泉小麦种植气候条件分析从小麦种植的温度条件来看,在播种期需要当地5d平均气温稳定在16~18℃,5cm地温17~19℃,冬前积温550~650℃。但酒泉小麦播种期的侯平均气温有时小于10℃,因此要当地的小麦在冬前一般不能分蘖;过了严冬,到达春末的侯平均气温通常高于20℃,此时小麦年前长势旺盛,拨节较快,但必须注意防止强冷空气南下时导致的倒春寒冻害。当地小麦生长期的田间持水量大于85%时易出现烂种,但田间持水量偏少60%,种子不利于膨胀发芽。由于酒泉一般无连阴雨或干旱天气阶段出现,而雪水灌溉较为便利,因此降水量对当地小麦的影响一般不大。在酒泉小麦的灌浆阶段,当地一般天气晴朗,光照强,无连阴雨。当地的温度维持在18~22℃,没有特别强的干热风,但有时有大风出现,无高温干旱和暴雨冰雹天气影响。由于干热风易引起茎叶干枯早衰,籽粒瘦小,因此要注意喷洒药物防御干热风,有条件的地方可灌麦黄水,对小麦籽粒干物质积累有利。
农作物生长的基本条件篇3
关键词:irre基因;甘蓝型油菜;nacl胁迫
中图分类号:S565.4文献标识码:a文章编号:1674-0432(2010)-06-0058-3
油菜属十字花科芸薹属植物,是世界上最重要的油料作物之一。它作为重要的食用油来源及工业原料,在2000年度我国油菜籽进口量一度创下385.5万吨的历史最高纪录,目前我国油菜仍然供不应求。扩大油菜种植面积,提高油菜产量已成为我国油菜生产的当务之急。但是,土壤盐渍化日趋严重,联合国粮农组织的调查结果显示,全球6%的陆地面积遭受着土壤盐渍化的侵蚀,20%的灌溉农业受到不同程度的盐害威胁。当前,全球盐碱地面积已达9.5×108hm2。中国盐渍土总面积约1亿hm2,其中现代盐渍化土壤约0.37亿hm2,残余盐渍化土壤约0.45亿hm2,潜在盐渍化土壤约0.17亿hm2。土壤盐渍化问题可谓触目惊心,正肆无忌惮地吞噬着人类赖以生存的有限的土地资源,成为严重制约农业生产的一个全球性问题。
传统育种方法育成一个新品种,往往需要经过多年多次杂交,育种周期过长,有时还会使某些优良性状难以保持,给某一单一性状的改良带来了极大的不便。而植物基因工程是在基因水平上来改造植物的遗传物质,更具有科学性和精确性,同时育种速度也大大加快,能定向改造植物的遗传性状,提高了育种的目的性与可操作性。目前,植物基因工程中抵抗胁迫的策略主要有:一是在植物体内表达相关信号传导及调控代谢途径的基因;二是表达能直接赋予植物耐受胁迫能力的基因;三是表达维持细胞结构、功能所需代谢物的合成途径中所需酶的基因。
irre基因是来源于耐辐射奇球菌的转录因子,能增强耐辐射奇球菌对电离辐射、强氧化剂、紫外线、干燥和一些化学诱变剂的抗性。在我们前期的研究中,该转录因子能显著增强植物的耐盐性。但是,转基因植株农艺性状的好坏直接影响该转基因植物的应用。杜建中的研究表明:转基因手段对油菜植株的角果数、角粒数和千粒重等性状没有太大影响。这与官春云的研究中转基因油菜农艺性状与对照比较变化不大的结果相一致。由此可见,可以通过转基因方法与传统育种方法密切结合来改良现有油菜品种性状,从而培育出油菜新品种是完全可能的。在本研究中,为了掌握转基因油菜的特征特性,明确转入盐胁迫耐受相关irre基因油菜和野生型油菜在盐胁迫与自然条件下有关农艺性状的主要差异,本实验对转irre基因甘蓝型油菜(自然条件)、转irre基因甘蓝型油菜(300mmnaCl胁迫)、非转基因甘蓝型油菜(自然条件)三者农艺性状进行比较研究,为转基因油菜育种的正确选择提供理论依据。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1植物材料转基因种子(蜀杂9号恢复系8400-18导入irre基因)为本实验室保存,野生型甘蓝型油菜种子(蜀杂9号恢复系8400-18)由四川大学生命科学院生物资源与环境教育部重点实验室杨毅教授惠赠。
1.1.2转irre基因油菜苗和野生型油菜苗的准备将油菜种子用浓度为2%的次氯酸钠溶液浸泡10min消毒,流水冲洗3-5次后吸胀12h,置于25℃光照培养箱中萌发24h,再用蒸馏水清洗萌发的种子2-3次。将萌发一致的种子插播在装有已灭菌石英砂的瓷盘中,浇上适量水,置于组织培养室(25±1℃,光照12h)培养,每天补充水2次。待幼苗长至3-4片叶后,对于野生型油菜苗,一部分直接栽种于土壤中,另一部分用含有150-200mmol.L-1nacl的1/2mS溶液对油菜进行盐处理,而对于转irre基因油菜苗一部分直接栽种于土壤中,另一部分用含有300mmol.L-1naCl的1/2mS溶液对油菜进行盐处理。
1.2方法
农艺性状实验主要于绵阳师范学院苗圃基地进行,小区面积约为12m2,采用随机区组设计,重复3次,常规管理。野生型油菜苗在150-200mmol.L-1nacl的1/2mS溶液对油菜进行盐处理后七天就全部死亡,其它油菜苗在成熟前每小区随机选取正常生长的15株进行考种,考察株高(cm)、有效分枝部位高度(cm)、主花序长度(cm)、分枝数(个)、全株有效角果数(个)共5个农艺性状。
2.结果与分析
2.1盐处理转irre基因油菜主要农艺性状变异分析
由表1可知,各性状变异系数从大到小依次为:全株有效角果数>分枝部位高度>分枝数>主花序长度>株高。说明盐处理后的转irre基因油菜在性状上变异丰富,性状变异系数都在10%以上,最大为全株有效角果数,其变异系数为33.7%。另外,从极差值看,各性状极差值都达相同性状最小值1倍以上,分枝部位高度最大,达27.5倍。即使极差最小的株高也达最小材料的1.8倍。由此可见,供试的转irre基因油菜各具特点,差异较明显,类型较广泛。
表1盐处理转基因油菜主要农艺性状情况
项目株高(cm)分枝部位高度(cm)主花序长度(cm)分枝数(个)全株有效角果数(个)
最小值41210296
最大值11557429299
极差7455327203
平均值98.8640.927.26.07193.87
标准差18.113.4671.9865.43
变异系数%18.332.925.732.633.7
2.2非盐处理转irre基因油菜主要农艺性状变异分析
由表2可知,各性状变异系数从大到小依次为:全株有效角果数>分枝数>主花序长度>分枝部位>株高。全株有效角果数的变异系数最大为31.35%,株高的变异系数最小为5.49%,其余性状的变异性在这两者之间,但变异性状都在10%以上。从极差上看,全株有效角果数极差值达相同相同性状最小值的1.33倍,而株高仅为21.09%。从以上数据看出,供试材料各性状之间差异不是很明显,类型一般广泛。
表2非盐处理转基因油菜农艺性状情况
项目株高(cm)分枝部位高度(cm)主花序长度(cm)分枝数(个)全株有效角果数(个)
最小值12855314165
最大值15583519384
极差2728205219
平均值144.1368.8742.006.87226.73
标准差7.927.994.981.3671.09
变异系数%5.4911.611.8519.831.35
2.3野生型油菜主要农艺性状变异分析
由表3可知,各性状变异系数从大到小依次为:全株有效角果数>分枝部位高度>主花序长度>分枝数>株高。说明非转基因油菜在性状上变异丰富,性状变异系数都在10%以上,最大为全株有效角果数,其变异系数为51.82%,最小为株高,变异系数为13.03,其余性状介于两者之间。另外,从极差值看,各性状极差值与相同性状最小值之比,最大为全株有效角果数,达5.56倍,最小为株高,达49.25%。由此可见,供试的转非基因油菜各具特点,差异较明显,类型较广泛。
表3野生型油菜农艺性状情况
项目株高(cm)分枝部位高度(cm)主花序长度(cm)分枝数(个)全株有效角果数(个)
最小值13432436161
最大值20010485101057
极差6672424896
平均值17471.9362.837.40453.33
标准差22.6717.4412.141.18234.92
变异系数%13.0324.2419.3215.9551.82
2.4转基因盐处理油菜和转基因非盐处理主要农艺性状的差异分析
盐处理转基因油菜与非盐处理转基因油菜农艺性状差异见表4。由表四可知转基因非盐处理材料与转基因盐处理材料的主要农艺性状在株高、主花序长度、分枝部位高度、全株有效角果数极显著,分枝个数不显著。说明盐处理对转基因油菜的分枝数影响不大,但对其余各性状的影响是极显著的。
表4处理转基因油菜和非盐处理转基因油菜的比较
项目p值显著性
株高p
分枝部位高度p
主花序长度(cm)p
分枝数(个)p=0.103不显著
全株有效角果数(个)p=0.0035极显著
2.5转基因非盐处理油菜和野生型油菜主要农艺性状的差异分析
非盐处理转基因油菜与野生型油菜农艺性状差异见表5。由表5可知转基因非盐处理油菜和野生型油菜的分枝部位高度和分枝数的差异不显著,表明irre基因对油菜的这两个性状的影响不大,但株高,主花序长度,主花序长度和全株有效角果数的差异极显著,说明irre基因对油菜生长的农艺性状有一定的影响。
表5转基因非盐处理油菜与非转基因油菜的比较
项目p值显著性
株高p
分枝部位高度p=0.2705不显著
主花序长度(cm)p
分枝数(个)p=0.1305不显著
全株有效角果数(个)p=0.003极显著
3讨论
irre又叫ppri,是近年来在耐辐射球菌(DeinococcusradioduransDR)中发现的一个极其重要的Dna修复开关基因。研究表明,该基因表达的蛋白是Dna修复及保护途经的总开关,在植物中能促进Dna修复和保护植物免受氧化损伤。据以前的推测,细菌和植物细胞对渗透胁迫响应有着惊人的相似,因为在相同的高渗透条件下,来自植物类和细菌类的两个物种都积累了相同的细胞质溶质。因此,植物和细菌似乎存在极为类似的机制来调节不同的胁迫响应。在我们前期的研究中,将irre基因通过弄农杆菌介导法转入油菜,该转基因油菜能表达irre基因,并能够耐受350mmnaCl的胁迫长达六周,转移到大田后,该植株能正常开花、结实,这进一步证实了微生物基因可用于改良植物农艺性状的潜在价值,也表明了irre基因可能能够作为盐胁迫耐受性作物基因工程中一个潜在而有效的目标基因。
将外源基因导入油菜获得转基因植株,目的之一是培育转基因油菜品种,并将之应用到农业生产中。因此考虑转基因植株农艺性状的好坏是一个重要问题。前人在外源基因的导入对植物农艺性状的影响上研究结果不尽一致,可能与研究的条件、选择的植物种类及导入的基因等有一定的关系。崔海瑞等报道,将转Bt基因水稻与对照相比,转基因抗虫株系的农艺性状发生了明显变化。在大田生长的条件下,转基因抗虫植株的株高、穗长、育性、单株产量和千粒重明显降低,Lynch、Hayashinoyo、pengJ的研究也发现了类似的现象。在本文的研究中转基因非盐处理油菜和非转基因油菜分枝部位平均高度分别为68.87cm和71.93cm,两者之间的差异不显著,但株高、主花序长度和全株有效角果数的差异极显著。本研究与上面的结果一致。在唐柞舜的研究中,转基因植株后代在株高、穗数、穗长、穗粒数、结实率和千粒重等6个农艺性状与对照相比都不同程度发生变异。在我们的研究中,以自然条件下的野生型油菜作为对照,对转irre基因油菜(自然条件)、转irre基因油菜(300mmnaCl胁迫),结果表明:转irre基因盐处理甘蓝型油菜和转irre基因自然条件下甘蓝型油菜分枝数的差异不显著,株高、主花序长度、全株有效角果数差异显著。而转irre基因非盐处理油菜与野生型油菜之间的农艺性状在株高、主花序长度、全株有效角果数差异极显著,而分枝部位高度和分枝个数差异不显著。因此,外源irre基因的导入、naCl高盐胁迫对t1代的转irre基因甘蓝型油菜主要的农艺性状会产生不同程度的影响,而对于t2、t3甚至纯合以后这些主要的农艺性状是否会回复到正常的水平还有待进一步的研究。
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农作物生长的基本条件篇4
（1）中国农业起源与原始农业
中国农业有着悠久的历史。农业起源于没有文字记载的的远古时代，它发生于原始采集狩猎经济的母体之中。在我国的古史传说中有所谓“神农氏”。据说神农氏之前，人们吃的是爬虫走兽、果菜螺蚌，后来人口逐渐增加，食物不足，迫切需要开辟新的食物来源。神农氏为此遍尝百草，备历艰辛，多次中毒，又找到了解毒的办法，终于选择出可供人们食用的谷物。接着又观察天时地利，创制斧斤耒耜，教导人们种植谷物。于是农业出现了，医药也顺带产生了；同时人们还掌握了制陶和纺织的技术。这种传说是农业发生和确立的时代留下的史影。现代考古学为我们了解我国农业的起源和原始农业的状况提供了丰富的新资料。目前已经发现了成千上万的新石器时代原始农业的遗址，遍布在从岭南到漠北、从东海之滨到青藏高原的辽阔大地上，尤以黄河流域和长江流域最为密集。著名的有距今七八千年的河南新郑裴李岗和河北武安磁山以种粟为主的农业聚落，距今七千年左右的浙江余姚河姆渡以种稻为主的农业聚落，以及稍后的陕西西安半坡遗址等。近年又在湖南澧县彭头山、道县玉蟾岩、江西万年仙人洞和吊桶岩等地发现距今上万年的栽培稻遗存。由此可见，我国农业起源可以追溯到距今一万年以前，到了距今七八千年，原始农业已经相当发达了。
从世界范围看，农业起源中心主要有3个：西亚、中南美洲和东亚。东亚起源中心主要就是中国。中国原始农业具有明显的特点。在种植业方面，很早就形成北方以粟黍为主、南方以水稻为主的格局，不同于西亚以种植小麦、大麦为主，也不同于中南美洲以种植马铃薯、倭瓜和玉米为主。中国的原始农具，如翻土用的手足并用的直插式的耒耜，收获用的掐割谷穗的石刀，也表现了不同于其他地区的特色。在畜养业方面，中国最早饲养的家畜是狗、猪、鸡和水牛，以后增至所谓“六畜”（马、牛、羊、猪、狗、鸡），不同于西亚很早就以饲养绵羊和山羊为主，更不同于中南美洲仅知道饲养羊驼。中国是世界上最大的作物和畜禽起源中心之一。我国大多数地区的原始农业是从采集渔猎经济中直接发生的，种植业处于核心地位，家畜饲养业作为副业存在，随着种植业的发展而发展，同时又以采集狩猎为生活资料的补充来源，形成农牧采猎并存的结构。这种结构导致比较稳定的定居生活，与定居农业相适应，猪一直是主要家畜，较早出现圈养与放牧相结合的饲养方式；游牧部落的形成较晚。同时，我国又是世界上最早养蚕缫丝的国家。总之，中国农业是独立起源、自成体系的。中华文明建立在自身农业发展的基础之上，一度流传的所谓“中华文明西来说”不符合历史实际。
从中国自身的范围看，农业也并非从一个中心起源向周围扩散，而是由若干源头发源汇合而成的。黄河流域的粟作农业，长江流域的稻作农业，各有不同的起源；华南地区的农业则可能是从种植薯芋类块根块茎作物开始的。即使同一作物区的农业也可能有不同的源头。在多中心起源的基础上，我国农业在其发展过程中，基于各地自然条件和社会传统的差异，经过分化和重组，逐步形成不同的农业类型。这些不同类型的农业文化成为不同民族集团形成的基础。中国古代农业，是由这些不同地区、不同民族、不同类型的农业融汇而成，并在他们的相互交流和碰撞中向前发展的。这种现象，可以称之为“多元交汇”。
（2）中国精耕细作农业形成发展的诸阶段
农业可以划分为原始农业、传统农业和现代农业等不同的历史形态，它们是依次演进的。使用木石农具、砍伐农具占重要地位，刀耕火种，撂荒耕作制，是原始农业生产工具和生产技术的主要特点，它基本上与考古学上的新石器时代相始终。传统农业以使用畜力牵引或人力操作的金属工具为标志，生产技术建立在直观经验的基础上，而以铁犂牛耕为其典型形态。我国在公元前2000多年前的夏朝进入阶级社会，黄河流域也就逐步从原始农业过渡到传统农业。从那时起，我国农业逐步形成精耕细作的传统，以此为基本线索，可以把中国传统农业划分为以下几个阶段。
夏、商、西周、春秋是精耕细作的萌芽期，黄河流域的沟洫农业是其主要标志。
这是中国历史上的青铜时代，青铜农具，尤其是开垦用的青铜钁和中耕用的钱（青铜铲）和镈（青铜锄）逐步应用于农业生产，但仍大量使用各种木石骨蚌农具，尤其是木质耒耜仍然是主要耕播工具。人们较大规模地在河流两岸的低平地区开垦耕地，为了防洪排涝建立起农田沟洫体系，与此相联系，垄作、条播、中耕技术出现并获得发展，选种、治虫、灌溉等技术亦巳萌芽，休闲制逐步取代了撂荒制。为了掌握农时，人们除了继续广泛利用物候知识外，又创造了天文历。使用耒耜挖掘沟洫导致两人协作的耦耕成为普遍的劳动方式，沟洫和与之相联系的田间道路把农田区分为等积的方块，为井田制的实行提供了重要的基础。耒耜、耦耕和井田制三位一体，成为中国上古农业的重要特点，也是中国上古文明的重要特点。不过，这一时期农田的垦辟仍然有限，耕地主要集中在各自孤立的城邑的周围，稍远一点就是荒野，可以充作牧场，所以畜牧业有较大发展地盘。未经垦辟的山林川泽还很多，从而成了这一时期特有的以保护利用山林川泽天然资源为内容的生产部门——虞衡。人工养鱼和人工植树发生了，还出现了园圃的萌芽和开始饲养水禽（鸭、鹅）。这一时期，我国北部、西部和东部某些地方出现了游牧部落，最先强大起来的是被称之为西戎的游牧或半游牧部落群，他们由甘青地区向中原进逼，迫使周王室从镐（今陕西西安西南）迁到洛邑（今河南洛阳），形成“华夷杂处”，即农耕民族与游牧民族错杂并存的局面。总的说来，这一阶段的农业虽然还保留了它所由脱胎的原始农业的某些痕迹，但无论工具、技术、生产结构和布局都有很大进步和变化，精耕细作技术已在某些生产环节出现。
战国、秦汉、魏晋南北朝是精耕细作技术成型期，主要标志是北方旱地精耕细作体系的形成和成熟。
我国大约从春秋中期开始步入铁器时代，奴隶社会也逐步过渡到封建社会，并在秦汉时期形成中央集权制的统一帝国。全国经济重心在黄河流域中下游。铁农具的普及和牛耕的推广引起生产力的飞跃，犂、耙、耱、耧车、石转磨、翻车、扬车等新式农具纷纷出现，黄河流域获得全面开发，大型农田灌溉工程相继兴建。铁器的普及使精耕细作技术的发展获得新的坚实的基础。连种制逐步取代了休闲制，并在这基础上形成灵活多样的轮作倒茬方式。以防旱保墒为中心，形成了耕—耙—耱—压—锄相结合的旱地耕作体系。施肥改土受到了重视。传统的品种选育技术臻于成熟。农业生物技术也有较大发展。中国传统历法特有的二十四节气形成，传统指时体系趋于完善。粮食作物、经济作物、园艺作物、林业、畜牧、蚕桑、渔业等均获得全方位发展。北方草原骑马民族崛起，进入中原的“戎狄”却融合于农耕民族，形成了大体以长城为分界的农区与牧区分立对峙的格局。在分裂时期的魏晋南北朝，北中国农业生产由于长期战乱受到破坏，南方的开发却由于中原人口的大量南移进入新的阶段，精耕细作传统没有中断，各地区各民族农业文化的交流在特殊条件下加速进行。作为丰富的农业实践经验的总结，这一时期先后出现了《吕氏春秋·任地》等3篇以及《氾胜之书》、《齐民要术》等杰出农学著作。
隋、唐、宋、辽、金、元是精耕细作的扩展期，主要标志是南方水田精耕细作技术体系的形成和成熟。
建立在南方农业对北方农业历史性超越基础上的全国经济重心的南移，是中国封建时代经济史上的一件大事，它肇始于魏晋南北朝，唐代是重要转折，至宋代进一步完成。“灌钢”技术的流行提高了铁农具的质量，江东犂（曲辕犂）的出现标志着中国传统犂臻于完善，水田耕作农具、灌溉农具等均有很大发展。在这基础上，水田耕作形成耕—耙—耖—耘—耥相结合的体系。这一时期南方小型水利工程星罗棋布，太湖流域的塘埔圩田则形成体系，梯田、架田、涂田等新的土地利用方式逐步发展起来。复种虽然在这以前巳零星地出现，但直到宋代才有了较大的发展，其标志是南方（主要是长江下游）水稻和麦类等“春稼”水旱轮作一年两熟制度的初步推广。通过施肥来补充和改善土壤肥力也被进一步强调。农作物品种、尤其是水稻品种更加丰富。农业生产结构也发生了重大变化。水稻跃居粮食作物首位，小麦也超过粟而跃居次席，苎麻地位上升，棉花传人长江流域。茶树、甘蔗等经济作物也有发展。传统农区和半农半牧区的大牲畜饲养业由极盛而渐衰，但猪、羊、家禽饲养仍有发展，耕牛继续受重视，养鱼业有新的发展。这一时期农业科技发展的新成就、新经验也得到了总结，陈旉《农书》和王桢《农书》、《农桑辑要》是其代表作。
明清是精耕细作深入发展期，主要特点是适应人口激增、耕地吃紧的情况，土地利用的广度和深度达到了一个新的水平。
由于封建地主制的自我调整，明淸封建经济继续有所发展，并孕育着微弱的资本主义萌芽。国家统一、社会空前稳定、精耕细作技术的推广等因素促进了农业生产的发展，为人口的增长提供了必要的物质基础，而人口的空前增长又导致了全国性的耕地紧缺，以至在粮食单产和总产提高的同时，每人平均占有粮食数量却呈下降趋势。为了解决民食问题，人们一方面千方百计开辟新的耕地，另一方面致力于增加复种指数，提高单位面积产量，更充分地利用现有农用地。内地荒僻山区、沿江沿海滩涂、边疆传统牧区和少数民族聚居地区成为主要垦殖对象。传统农牧分区的格局发生了重要变化。在耕地面积有了较大增长的同时，也造成了对森林资源和水资源的破坏，加剧了水旱灾害。本时期江南地区的稻麦两熟制巳占主导地位，双季稻的栽培由华南扩展到华中，南方部分地区还出现了三季稻栽培。在北方，两年三熟制或三年四熟制已基本定型。为了适应这些复杂的、多层次的种植制度，品种种类、栽培管理、肥料的积制和施用等技术均有发展。低产田改良技术有新创造。在江浙和广东某些商品经济发达地区，出现陆地和水面综合利用，农—桑—鱼—畜紧密结合的基塘生产方式，形成高效的农业生态系统。但农业工具却甚少改进。原产美洲的玉米、甘薯、马铃薯等高产作物的引进和推广，为我国人民征服贫瘠山区和高寒山区，扩大适耕范围，缓解民食问题做出重大贡献。棉花在长江流域和黄河流域的推广，引起了衣着原料划时代的变革。花生和烟草是新引进的两种经济作物。甘蔗、茶叶、染料、蔬菜、果树、蚕桑、养鱼等生产均有发展。出现了一些经济作物集中产区和商品粮基地。若干地区间形成了某种分工和依存关系。这一时期，总结农业生产技术的农书很多，大型综合性农书以《农政全书》、《授时通考》为代表，地方性农书如《补农书》、《知本提纲》等具有很高价值，代表了中国传统农业科学技术的最高水平。
二、“精耕细作”的内涵
“精耕细作”这个词，人们在谈论中国农业和农业史时经常使用，出现的频率很高。但在古书中只有“深耕疾耨”、“深耕熟耘”等提法，这虽是精耕细作内容之一，但并不等同于精耕细作。精耕细作一词出现于晩清。新中国成立前后，这一概念日益广泛地被人们使用。所以，它是现代人对中国传统农业精华的一种概括，指的是传统农业的一个综合技术体系。这一技术体系以集约的土地利用方式为基础，包括改善农业环境和提高农业生物生产能力的一系列技术措施，并以“三才”理论为其指导思想。
（1）集约的土地利用方式
扩大农用地面积和提高单位面积农用地的产量（即土地生产率）是发展农业生产的两条途径。随着人口的增加，中国历代都在扩大耕地面积和农用地范围，并创造了圩田、涂田、梯田等多种土地利用方式。但不晚于战国时代，人们已经认真考虑如何提高单位面积产量，并把发展农业生产的重点放在土地生产率的提高上。如战国初年李悝指出“勤谨治田”亩产可提高20%，他的“尽地力之教”，就是要发挥土地生产潜力，提高土地生产率。要通过提高单产来提高总产，就不能盲目扩大经营规模。从先秦诸子到历代的农学家，无不强调集约经营、少种多收。这种主张的产生不单纯因为人口增加，耕地紧缺和小农经济力量薄弱；人们在长期生产实践中认识到，集约经营、少种多收，比之粗放经营、广种薄收，在对自然资源的利用和人力财力的使用上，都是更为节省的。明末《沈氏农书》引老农的话说：“三担也是田，两担也是田，五担也是田，多种不如少种好，又省气力又省田。”
中国传统农业土地利用水平是不断提高的：夏、商、西周，休闲制代替了原始农业的撂荒制，出现了畎亩结合的土地利用方式。春秋战国至魏晋南北朝，连种制取代了休闲制，并创造了灵活多样的轮作倒茬和间作套种方式；隋唐宋元，水稻与麦类等水旱轮作一年两熟的的复种有了初步的发展。明淸，除了多熟种植和间作套种继续发展以外，又出现了建立在综合利用水土资源基础上的立体农业的雏形。上述土地利用方式的依次进步，成为中国传统农业科学技术各个发展阶段的重要标志。农业的基础种植业是依靠绿色植物吸收太阳光能转化为有机物质的。我国传统种植制度的特点是多熟种植和轮作倒茬、间作套种相结合，一方面尽量扩大绿色植物的覆盖面积，以至“种无闲地”；另一方面，尽量延长耕地里绿色植物的覆盖时间，以至“种无虚日”，使地力和太阳能得到充分的利用，以提高单位面积产量。至于在水土资源综合利用基础上多种生物共处和多层次配置的“立体农业”，对土地、资源和太阳能的利用就更为充分，而单位农用地产出的数量、质量和品种也更为丰富了。提高土地利用率和土地生产率，是中国传统农业的主攻方向，也是精耕细作技术体系的基础和总目标。集约的土地利用方式与精耕细作是互为表里的。
（2）改善农业环境和提高农业生物生产力的种种措施
从农业的总体来分析，农业技术措施可以区分为两部分，一是适应和改善农业生物生产的环境条件，二是提高农业生物自身的生产能力。我国农业精耕细作技术体系包括这两方面的技术措施。
我国古代人民把农业生产的环境条件概括为“天”和“地”两个方面。古人的所谓“天”，尤其是农业生产中的所谓“天”主要是指气候，由于气候变化表现为一定的时序，所以又称为“天时”或“时”。农业是人指导的自然过程，是以自然界生物的自然再生产为基础的。自然界一切生物的生长、发育、成熟、繁衍都受气候变化的影响；中国主要处于北温带，四季分明，这种情形就更为明显。中国古代农时意识之强烈世所罕见。《尚书·尧典》说“食哉唯时”，表明人们很早就认识到把握农时对以食物生产为中心的农业具有头等重要的意义，农业生产首先要与气候的年周期节律保持一致。中国古代，虽然在园艺和花卉的促成栽培上已经懂得创造和利用局部的人工小气候，但总的说来还不可能控制和改变大的气候环境，所以人们总是强调对它的自觉适应和充分利用，“不违农时”、“勿失农时”成为全民的共识。这些要求推动了历法的进步，逐渐形成了中国所特有的长期指导农业生产的二十四节气。不过中国古代对农时的掌握不是采取单一的手段，而是综合考虑物候、天象、气象、节气等多种因素，形成一个指时体系；其中尤以二十四节气与物候的结合相互补充最具特色。
农业环境中“地”（土壤、地形等）的因素，在一定条件下是可以改变的，我国古代人民很早就认识到这一点，并自觉地把改造农业环境的努力侧重在土地上，在实践中形成很有特色的“土宜论”和“土脉论”。“土宜论”建立在对各类不同土壤的特性以及土地与植物关系深刻认识的基础之上，它要求人们按不同的土壤、不同的土类和不同的地区特点来发展农业生产。“土脉论”把土壤看作有气脉的活的机体，它可以追溯到西周晚期。中国传统农业关于土壤肥力可以变动和通过人工培肥可以使“地力常新壮”的理论，就是在这个基础上提出来的。在“土宜论”和“土脉论”的指导下，人们综合运用耕作、施肥和灌溉等措施，不但给作物生长创造了良好的土壤环境，而且把大量条件差、产量低的土地改造成良田。耕、耙、耱、压、锄相结合的北方旱地耕作技术，耕、耙、耖、耘、耥相结合的南方水田耕作技术成为传统农业精耕细作技术体系的重要组成部分。中国农田施肥起源很早，而且日益受到人们的重视，甚至到了“惜粪如惜金”的地步。肥料来源除天然肥和绿肥以外，包括人们在农业生产和生活中的一切可以利用的废弃物。《沈氏农书》说：“作家第一要勤耕多壅，少种多收。”简明地概括了中国传统农业中的若干基本特点。中国古代农业又很重视发展农田灌溉，不同于古代欧洲收成取决于天气好坏。合理排灌也是改善土壤环境的重要措施，这方面有先秦的农田沟洫、战国以后的灌淤压碱，南方稻作的烤田技术等。用地养地相结合是我国农业的优良传统。我国古代土地之所以利用率不断提高而地力长久不衰，被世人视为奇迹，主要就是依靠建立在土宜论和土脉论基础上的合理的耕作、施肥、灌溉和栽培等综合措施，而不是依靠什么黄土的“自行肥效”。
中国古代提高农业生物自身的生产能力的主要途径有二，一是通过驯化、引进、育种相结合来取得高产优质的作物和禽畜品种，二是根据农业生物的特性采取相应的增产措施。在良种选育方面，采取了有性繁殖和无性繁殖，种内杂交和种间杂交等多种手段，成绩斐然。其中田间穗选与单种、单收、单藏、加强田间管理等措施相配合的系统选育法，把育种、繁种、和保纯复壮结合起来，最有特色。又注意到外部形态与内部特性的相关性，畜禽繁育与外界环境的协调。中国古代农业在长期发展中培育和积累了丰富的作物与畜禽品种资源，成为最可宝贵的农业遗产之一。“因物制宜”，是中国传统农业的重要原则之一。它建立在对各种农业生物的形态、习性及其对外部环境的要求深入细致观察的基础上。尤其值得提出的是，传统农学对农业生物内部（如营养生长与生殖生长、不同生长部位和生育时期）、生物群体中同一生物不同个体和不同种类生物之间的相互依存和相互制约有着深入的认识，并巧妙地加以利用，趋利避害，使之向人类所需要的方向发展。这些生物技术措施，比之土壤耕作措施，意义可能更为重大，影响可能更为深远。
（3）“三才”理论——精耕细作的指导思想
中国传统农业技术是建立在直观经验的基础之上的，但它不局限于单纯经验的范围，而是形成自己的农学理论。这种农学理论是在实践经验基础上形成的，表现为若干富于哲理性的指导原则，因而又可称为农学思想，“三才”理论是它的核心和总纲。“三才”指天、地、人或天道、地道、人道，该词最初出现在《易传》中。人们认为林林总总的大千世界是由天、地、人三大要素构成的，并把世间一切事物都放到这样一个大框架中去考察。中国古农书无不以“三才”理论为其立论的依据。这种理论把农业生产看成稼、天、地、人诸因素组成的整体，它所包含的整体观、联系观、动态观贯穿于我国传统农业生产技术的各个方面。例如土脉论、地力常新壮论、有风土而不唯风土论、三宜原则等，都是从“三才”理论中派生出来的。正是在这种整体观的指导下，人们看到了生物体这一部位与那一部位之间、这一生育阶段与那一生育阶段之间的关联，看到了农业生态系统内部各种生物之间的关联，并加以利用。也正是在这种整体观的指导下，我国古代农业重视农业系统中废弃物质的再利用。在“三才”理论系统中，人不是以自然主宰者的身份出现的，而是自然过程的参与者；人和自然不是对抗的关系，而是协调的关系；因而产生保护自然资源的思想。农业生物在自然环境中生长，有其客观规律性。人类可以干预这一过程，使它符合自己的目标，但不能驾凌于自然之上，违反客观规律。因此，中国传统农业总是强调因时、因地、因物制宜，即所谓“三宜”，把这看作一切农业举措必须遵循的原则。但人在客观规律面前并非无能为力；人们认识了客观规律，就有了主动权，可以“盗天地之时利”，可以“人定胜天”。“三才”理论是精耕细作技术的重要指导思想。精耕细作的基本要求是在遵守客观规律的基础上，发挥人的主观能动性，以争取高产。精耕细作重视人的劳动（“力”），更重视对自然规律的认识（“知”）。上文谈到一系列精耕细作技术，都是建立在对农业生物和农业环境诸因素之间的辩证关系的认识基础之上的。英国著名中国科技史专家李约瑟认为，中国的科学技术观是一种有机统一的自然观。这大概没有比在中国古代农业科技中表现得更为典型的了。“三才”理论正是这种思维方式的结晶。这种理论，与其说是从中国古代哲学思想中移植到农业生产中来的，毋宁说是长期农业生产实践经验的升华。它是在我国古代农业实践中产生，并随着农业实践向前发展的。
总之，精耕细作是指以土地的集约利用方式为基础，以“三才”理论为指导的，内涵丰富的一个农业科学技术体系。天人相参、天人相协是它的灵魂和精髓。
由于中国传统农业实行精耕细作，单位面积产量比较高。在精耕细作形成的战国时代，粮食亩产二石已有一定的普遍性，比西周亩产一石或一石多增长60~100%。西欧粮食收获量与播种量之比，据罗马时代《克路美拉农书》记载为4~5倍，据13世纪英国《亨利农书》记载为3倍。而从《齐民要术》看，我国6世纪粟的收获量为播种量的200~24倍，麦类则为200~44倍。据《补农书》记载，明末清初浙江嘉兴、湖州地区水稻最高产量可达4~5石，合今毎市亩910~1125斤，比二十世纪末美国加州的产量还高。我国古代农业的生产率，无疑达到了古代世界农业的最高水平。
精耕细作技术首先是在种植业中形成的，在大田生产和园艺生产中表现尤为突出。但在发展过程中，其基本精神也贯彻到农业生产的其他领域中。畜牧、蚕桑、养鱼、林木等生产各有特点，但集约经营、精细管理，通过改善农业环境提高农业生物品质的途径、尽量增加每个生产单位的产出量，则是一致的。至于园艺中分化出来的花卉、园林、盆景和观赏鱼培育等，在某种意义上可称之为精耕细作农业技术的艺术化了。
三、“精耕细作”形成和发展的原因
精耕细作技术体系是如何形成和发展的？我们试从以下四个方面进行分析
（1）从自然环境及人对自然环境的应对看精耕细作的形成和发展
农业生产是以生物的自然再生产为基础的，它直接在自然的环境中进行，自然环境为农业生产提供了依以开展的地盘。农业伊始各地所驯养的动物和所培育的植物，显然是与各地的野生动植物资源有关的。我国原始时代形成的北粟南稻的作物构成，直至唐宋才发生较大的变化，而原始时代即已驯养的“六畜”，一直延续至今。农区和牧区分野的形成，也是与这些地区分别宜于农业和牧业的发展分不开的。另一方面，农业生产并非单纯的自然再生产，它本质上是一种经济再生产，以人类对生物自然再生产过程的干预为其特征。因此，人们在农业生产中，一要适应自然条件，二要能动地改造自然条件。当然，这种改造不能脱离原来的基础，不能超越自然条件所许可的限度。我们把这种对自然条件的适应与改造的统一称之为“应对”。应该指出的是，人类适应与改造自然的能动性之发挥，并不以优越的自然条件为前提。马克思曾经说过：“过于富饶的自然，‘使人离不开自然的手，就象小孩子离不开引带一样’。它不能使人的发展成为一种自然的必然性，因而妨碍人的发展。”[1]我们也可以这样说：相对不利的自然条件，反而更能激发人们适应与改造自然的勇气和才智。我国主要处于温帯，地大物博，为农业生产提供了良好的基础和广阔的发展余地。但我国自然条件对农业生产并不总是有利的，在某种意义上说，甚至是严峻的。例如黄河流域中下游雨量并不充沛，而且降雨集中在秋季，春旱多风，秋季又容易发生涝灾，旱涝频仍，在历史上还存在过相当严重的内涝盐渍化的问题；而精耕细作农业恰恰在这一地区首先发生。
上文谈到，精耕细作萌芽于黄河流域的沟洫农业，而沟洫农业正是我国古代人民在改造黄河流域低洼盐碱地的实践中创造出来的。上古时代的黄河流域从总体上看是半干旱的草原，但在河流两岸比较低洼的地区有较多的沮洳薮泽，形成气候相对温湿、植被相对丰富的局部生态环境。我国自原始社会末期起，农业向低平地区扩展，这在相当程度上缓解了干旱的威胁，却面临着如何排水洗碱、把低洼地改造成良田的突出问题，古代人民用修建沟洫体系的办法成功地解决了这个问题。沟洫系统从挖掘田间的排水沟——“畎”开始，人们把沟土翻到田面上，形成长垄，称作“亩”。人们在这种畎亩农田上实行垄作，它为条播和中耕提供了基础。我国中耕技术出现很早，商周时中耕就备受重视，当时出现了专用的青铜中耕农具——“钱”和“镈”，它们由于广泛使用甚至发展为最早的金属铸币。是否实行中耕是中西传统农业重要的区别之一；日本学者称中国的传统农业为“中耕农业”，而与西欧的“休闲农业”相区别。中耕是以实行条播为前提的，而条播和中耕都是在垄作的形式下发展起来的。垄作、条播和中耕技术的结合，加上适当的密植，就可以形成行列整齐、通风透光的作物群体结构，使作物的生长由无序变为有序，这成为我国精耕细作农业技术的最初表现形态。可以说，精耕细作农业技术首先是我国古代人民在农业实践中“应对”自然条件而产生的。不独畎亩技术为然，形成并成熟于秦汉魏晋南北朝时期的北方旱地“耕—耙—耢—压—锄”防旱保墒耕作体系，也是当地先民为了缓解黄河流域春旱多风的威胁而创造的。唐宋以来成为全国粮仓的长江下游精耕细作农业区，在《尚书·禹贡》所反映的战国时代是“厥土惟涂泥，厥田惟下下”的，劳动人民为了克服低洼易涝的自然环境所造成的危害，经过长期摸索，建立了治水与治田相结合的塘埔圩田系统，发展了南方水田精耕细作技术，才使这一地区的面貌彻底改变。我国农民改造利用盐碱地、干旱地、山区低产田等，有许多独特的创造，反映了我国人民适应和改造自然的勇气和智慧。
（2）不同地区不同民族不同类型农业文化的交流与精耕细作的形成和发展
农业是古代世界最主要的经济活动，从事不同类型的农业，成为区别不同民族的重要依据之一。我国古代农业不是象其他文明古国那样发生在自然条件单一的一隅之地，而是发生在十分宽广的地域内，它跨越寒温热三带，有辽阔的平原盆地，连绵的高山丘陵，众多的河流湖泊，丰富的动植物资源；各地自然条件差异很大，形成大大小小有相对独立性的地理单元。活动于不同地理单元的居民，基于自然条件和社会传统的多样性而形成的相对异质的农业文化；这些不同类型的农业文化，往往是不同民族集团形成的基础。不同地区、不同民族、不同类型的农业文化构成博大恢宏的多元交汇体系。在这样一个农业体系中，中国古代人民的农业实践，无论广度和深度，在古代世界都是无与伦比的。各地区各民族人民丰富的农业实践，他们之间农业文化的交流和融汇，为精耕细作优良传统形成和发展提供了深厚的基础。由于民族的交流和融合，在现今汉族农业生产和农业科技的历史成果中，实际上包含了历史上许多民族的贡献在内；而少数民族农业的许多历史成果，也同样是各民族共同创造的。
例如，现今汉族人民的主食稻和麦，在我国首先是百越族和西部少数民族首先栽培的。对中华民族的健康做出特殊贡献的大豆，之所以在春秋战国时代跃居为主要粮食，与从东北地区的山戎传进“戎菽”有关。棉花、甘蔗、茶树、漆树等重要经济作物和经济林木的栽培利用，也以少数民族为早。对古代农业起革命作用的生产工具是铁器，而春秋时代冶铁业最发达的是苗蛮系统的楚国。最初的水利灌溉，大概也是从楚越等地发展起来的。汉唐良种马身上流动着西域蒙古等少数民族良种马的血液，汉唐畜牧业的兴盛直接与少数民族传进良种良法和优良饲料有关。西域的葡萄、瓜果、蔬菜传入中原，丰富了中原人民的物质生活和农业内容。而新疆灌溉农业则是汉族的屯丁和移民协同当地各族人民兴办的。精耕细作技术体系之所以首先在黄河流域中下游地区形成，与这里地处中原，便于各地区各民族农业文化的交流与融汇有关。例如，对北方精耕细作农业技术作了系统总结的《齐民要术》，就记载了许多少数民族首先培育或引种的作物或品种，其中出于“胡”（当时中原人对北部和西部游牧民族的泛称）地、冠以“胡”名的就有十几个之多；周边地区和周边民族的农业技术、牲畜种类、畜牧技术、农副产品加工等技术，也都在《齐民要术》中留下了印记。我国南方水田精耕细作技术体系，既以南方土著民族长期积累的水稻栽培和资源利用等方面的丰富经验为基础，又与南迁的北方人带来的先进工具和技术有关，同样是不同地区、不同民族、不同类型农业文化交流和融汇的产物。正是这种交流与融汇，使精耕细作体系不断扩充它的地盘，不断丰富它的内容，使之成为覆盖宽广、影响深远，延续不断的体系。从这个意义上讲，可以说精耕细作是多元交汇体系的产物。
3、地主制经济下的小农经济与精耕细作形成发展的关系
社会经济制度对农业生产影响很大，我国古代每次农业生产高潮的出现，都是与社会经济制度的变革或调整分不开的。但农业生产并不单纯地受社会经济制度的制约。农业生产一定程度的发展，为一定的社会经济制度的建立或这种经济制度的调整提供了客观需要和物质基础，而这种经济制度建立和调整后，又反过来对农业生产的发展及其形态的演变产生深刻的影响。精耕细作与封建地主制的关系正是如此。
精耕细作以“三才”理论为指导思想。“三才”理论把农业生产看作农业对象（“稼”）、农业环境（“天”和“地”）和作为农业主体的“人”相互联系的动的整体，不但要求根据各地不同的自然条件及其变化来确定不同的种植制度和生产内容，而且把精细的管理贯彻到从耕种到收获、保藏全过程的各个环节中。具有较大的经营自主权和较高的生产主动性的劳动者，是实行精耕细作的必要条件。精耕细作技术在沟洫农业中萌芽以后，产生了加强小农经济独立性的要求，它与西周以来“公事毕然后敢治私事”的公田劳役制发生了深刻的矛盾，铁农具的逐步普及使这一矛盾更为尖锐。这是春秋战国以来一系列经济制度的变革、封建地主制经济的形成深层原因之一。井田制瓦解后在小农分化的基础上形成的庶民地主，可能采取的经营方式或剥削方式主要有3种：一是使用奴隶，二是使用雇工，三是使用佃农。事实上战国以后奴隶制和雇工制都有所发展，但始终没有成为占主导地位的生产关系，租佃制开始时尽管并不显山露水，但却是扎扎实实地向前发展，到了西汉中期已经明显地占了优势。这是为什么？重要原因之一是，分租的形式使农业劳动者有独立经济和一定的生产自主权，比之奴隶制和雇工制更能适应精耕细作农业的要求。
封建地主制的建立，反过来大大推动了精耕细作农业的发展，精耕细作技术体系从此进入了它成型、成熟和持续发展的时期。在我国封建地主制下，虽然与西欧中世纪农奴制下一样，农业生产主要是由个体农户经营的，但西欧中世纪农民是人身严格隶属于封建领主的农奴，份地比较固定，只有使用权，实行劳役地租，经营上受领主较多的干预和农村公社古老习惯的束缚。相比之下，我国封建地主制下的农民人身相对自由，土地可以买卖，实行实物地租，经营比较自主，因此，他们生产的积极性和主动性比西欧中世纪农奴为高。但在多子继承、土地可以买卖和兼并盛行的条件下，他们的经营规模狭小，生产条件不稳定。这样，中国古代农民就有必要、有可能，而且也愿意用多投劳动、精耕细作的方法，争取在有限土地上获得尽可能多的产品。精耕细作农业技术体系正是在这种条件下发展起来的。我国封建地主制经济具有其特有的强大的自我调节能力和再生能力，从唐宋以迄明清，地主经济制度一再进行了自我调整。在赋税制度方面，中唐时“以资产为宗”的两税法代替了以前“以身丁为本”的“租庸调”制，至明中叶和清初，相继实行“一条鞭法”和“摊丁入亩”，基本上取消了严重影响农民正常生产秩序的徭役制。在租佃制度方面，唐宋时代契约性租佃关系基本上取代了以前的私属性租佃关系，明中叶以后，定额租逐渐代替分成租居于主导地位，又出现了使佃农的土地使用权相对独立并有较大处置权的押租制和永佃制。这些调整加强了小农经济的独立性，使他们进行生产的条件获得某种改善，从而使建立在小农经济基础上的精耕细作农业继续获得发展。
封建地主制经济对精耕细作发展的影响，除了积极的一面外，也有消极的一面。由于地主阶级的租赋债利基本上攫取了农民的全部剩余产品乃至部分必要产品，处于生产第一线的大多数农民经常陷于贫困境地，难以扩大生产规模，缺乏采用高效大型农具的动力，因此，精耕细作只能向多劳集约的方向发展，以致劳动生产率不能与单位面积产量同步提高。而且相当一部分农民由于生产手段和文化程度的限制，没有条件精耕细作，只能实行粗放的经营。以上这些情况成为我国封建社会后期社会经济继续发展的严重障碍。
（4）人口增减、分布、转移与精耕细作形成发展的关系
农业生产与人口发展的关系，实际上也就是物质资料生产与人类自身生产之间的关系。人类社会中存在的这两种生产是相互制约的。人口的消长、转移和分布受多种社会因素和自然因素的影响，例如生产力发展状况、社会经济制度、统治阶级政策、阶级斗争和民族斗争、自然环境和自然资源的分布等等。在这各种因素中，农业生产无疑是最重要的因素，因为农业生产出维持人类生存所必须的生活资料，从而为人口增长提供了物质基础或现实可能性。在我国古代社会中，人口的增长与农业生产的发展大体同步。另一方面，人口的消长、转移和分布又反过来对农业生产发生重大影响。在手工操作为主的传统农业时代，人口的增长提供了农业生产的最重要条件——劳动力，对于多劳集约的我国古代农业尤其如此。所以农业总是在人口比较集中的地区发展起来，而人口的转移往往导致农业重心的转移。例如秦汉时代南方地旷人稀，实行“火耕水耨”的粗放经营，人口增加，这种粗放经营就遭到人们的责难，而魏晋以来北方人口的大量南移，为南方精耕细作农业体系的形成准备了重要的条件。又以耕作制为例，撂荒制是以人烟稀少，有大量可垦荒地的存在为前提的。撂荒制转为休闲制，和人口增加有关。而连作制和复种制的发展，显然是由于人口的大量增加和耕地的相对不足。一般而论，精耕细作的农业技术以人多地少为发展的重要条件。
从全国范围看，清代以前每人平均占有土地并不算少。汉唐人口最高只有5000多万，清初人口估计可能超过1亿。就明洪武二十四年人口数和垦田数看，每人平均占有耕地14.6亩，还谈不上人多地少。但由于经济发展不平衡，局部的相对的人多地少早就出现了。例如战国初年三晋地区就被称为“土狭而民众”，这既与经济发展有关，也是土地兼并造成的现象。[2]类似的局部的相对的人多地少的情况历代都有，精耕细作的农业技术就是从这些“人多地少”的地区首先发展起来的，因为这种情况迫使人们致力于提高土地利用率和增加单产。
到了清代，地主制经济制度的调整导致农业生产的高涨，这就为人口的激增提供了物质基础或现实可能性（当时人口的增长还与安定的政治局面和“摊丁入亩”、“滋生人口永不加賦”的政策有关）。这种全国性人多地少的格局形成以后，多熟种植及与其相关的农业技术以前所未有的速度发展，农业的精耕细作更成为不可逆转的历史进程。
[1]《资本论》第一卷法文版中译本，第528页，中国社会科学出版社，1983年。
[2]春秋末年的墨子说过：“今天下好战之国，齐楚晋越，若使此四国得意于天下，此皆十倍其国之众而未能食其地也，是人不足而地有余也。”（《墨子》卷5《非攻下》）入战国以来，黄河下游地区经济繁荣人口增加是事实，但不会发生一百八十度的大变化；三晋“土狭民稠”，是当时土地兼并造成的假象，所以孟子要呼吁“制民恒产”（《孟子·公孙丑上》）。
四、“精耕细作”与农业现代化
（1）中国传统农业的落伍和农业现代化的艰难起步
中国传统农业虽然曾经创造过历史的辉煌，但在近世逐步落伍了。这是一个隐蔽发生的过程。鸦片战争、尤其是甲午战争以后，由于中国茶叶和生丝的出口受到严重的挫折，问题终于暴露出来了。十九世纪末，许多朝野有识之士发出必须振兴农业的痛切呼吁，纷纷介绍和引进西方的农业科学技术，从此开始了中国农业现代化步履维艰的过程。
中国传统农业的落伍，既有农业科技外部的原因，也有农业科技内部的原因。外部原因就是前面提到的，封建地主制下小农经济的狭小、分散，制约了生产条件的改善、生产工具的改进和劳动生产率的提高，它不但使精耕细作在多劳集约的轨道上滑行，而且使相当一部分劳力不足和生产条件恶劣的农民不可能实行精耕细作。有些为贫困所迫到僻远山区垦荒的农民，甚至采用原始的刀耕火种方式，这种现象在唐宋以后延绵不断，成为传统农业的历史赘疣。以精耕细作为重要内容的传统农学集中保存在地主阶级知识分子所撰写的农书中，它的基础原本主要是农民的生产实践，但在封建地主制下，相当一部分农民却不可能按照精耕细作的要求来从事生产，这就是传统农业的历史悖论。内部原因是中国传统农业科技自身的缺陷。它重综合而轻分析，重定性而轻定量，重应用轻机理，注意对农业生物和农业生态系统的外部特征及相互关系的观察和利用，而忽视对其自身要素和内部结构的深入研究。中国古代人民善于在农业实践中进行观察并积累了丰富经验，有些农学家甚至已经注意到了农业生产中某些数量关系，但始终没有达到可控实验的水平，因此，中国传统农学缺乏精确的数据和精确的概念体系。它借用哲理性的概念（如“气”、“阴阳”等）阐述农业生产过程的机理。这些概念能较好地反映世间各种事物的统一性及其相互联系和转化，但又是模糊的、多义的，可以在自然与社会、精神与物质、主体与客体之间渗透的。它涵容丰富的内容，可以对各种事物作出左右逢源的解释，这些解释所反映的主要是事物共性的一面，却难以深入反映事物的特性；而且由于给人一种无所不适的满足，也在相当程度上妨碍了进一步的深入探讨。欧洲中世纪的农业技术是远远落后于我国的；但他们有希腊、罗马时期遗留下来的为求知而独立探索的传统，有亚里士多德的形式逻辑体系，他们的思维方式虽拙于综合而长于分析。文艺复兴以来，理性精神昂扬，逐渐形成了建立在可控实验基础上的近代科学。相当于明末清初的十七、十八世纪的欧洲，在农业技术上虽然仍然落后于我国，但在农业实用技术之外已出现了科学技术的重大突破。当时已发明了光学显微镜，并用它发现了细胞，观察研究了植物的授精过程，揭示了生物生命过程的奥秘，从而酝酿着生物学和农学的飞跃发展。而同时期的中国农学却没有出现新的理论和研究手段。代表了中国传统农学最高水平的明代马一龙的《农说》和清代杨屾的《知本提纲》，仍然用传统的阴阳五行学说阐述农作物的生长过程和农业生产原理。与西欧同时期相比，中国传统农学的基础学科，尤其是生物学显然是落伍了。我国传统农学落后于西方，也正是从这里开始的。
（2）在实现农业现代化过程中继承和发扬精耕细作传统的必要性
现在我们仍然面临着继续实现半封建半殖民地的旧中国没有完成的农业现代化的任务。在实现农业现代化的过程中，我们无疑应该努力学习和引进西方先进的科学技术和设备，但这并不等于要抛弃传统农业中的一切。我们要抛弃的是传统农业中落后的成分，但对其中合理的成分应当继承和发扬。从根本上说（而不是就所有的技术细节说），精耕细作是传统农业中合理的、仍然具有生命力的成分。
农作物生长的基本条件篇5
[关键词]大豆生产提高产量栽培技术
[中图分类号]S565.1[文献标识码]a[文章编号]1003-1650（2014）01-0170-01
一、优耕优种，完善大豆耕作技术
一个好的开始就是成功的一半。在大豆的生产中，优质的种子选择不仅影响了大豆种植的成功率，同时还影响了大豆种植的最终产量。在大豆选种中首先要考虑的是与当地生态环境的适应度，国内大豆种植范围广泛，大豆品种众多，我国不同的气候环境决定了大豆种植品种的差异性。
1.根据温度、日照选择适合的种子。以东北地区与淮北地区为例，因气温与日照条件的不同，在东北地区的赤峰应种植生育日期约为75天的大豆产品，而相对日照，气温条件好的淮北地区，则在大豆选种中应偏重于生育日期为100天左右的短日性较强的种子。
2.根据土壤肥力选取种子。土壤的肥力决定了大豆生产种植中的大豆种子对成熟时期、抗倒伏能力等问题的要求。在东北地区，由于其土壤较为肥沃，在大豆选种中可以偏向于选择耐肥、杆强适于密植的大豆品种。而以宁夏等中西部地区，因其水土流失严重，土壤肥力有限，更因偏向选择晚熟、中粒、抗倒伏弱的品种种植。
二、合理栽培、正确耕作
在大豆播种过程中，土地质量，播种方式同样对于大豆的产量具有决定性的影响。
1.合理密植，提高大豆生长对土地养分的吸收率。大豆由于其营养生长周期较短，开花至成熟时间短，其种植密度对其养分吸收具有巨大影响。为最大限度运用土地的营养条件，光照条件，以促进大豆的正常生长应细致分析该地区生态环境。江南地区因其土地肥沃，光照条件好，在大豆种植中一般采用每亩播种大豆种子5至6公斤，行距基本控制在30至35厘米之内，可最大限度的利用江南地区土地资源环境。
2.正确耕作，提高土地使用率，增加农产品产量。
灵活运用轮作、间作方式进行土地耕作对于土地利用率与农业生产率具有重大影响。在农业生产生殖过程中，以往的经验告诉我们，重茬（即在同一块地种植与上一季农产品一样的农产品）与接茬（即间隔一季种植与前一季相同的农产品）是农业生产生活的大忌。在重茬耕种中，由于耕作是在前一年的耕作基础上的，土壤经历一年的耕作后，土壤中的营养成分被大量吸收，大豆的产量受到严重的影响。其次，前一年的耕种导致了害虫的增加，同样不利于大豆的生产。据科学数据统计，重茬种植比起轮作，间作方式种植亩产量降低20%以上，接茬种植将降低产量15%左右。最好的农业产品种植周期一般在3年以上，以东三省为例，将采用小麦-玉米-大豆-小麦-玉米-大豆的农产品轮作方式直接提高农产品产量30%以上。而大豆间作方式则被普遍运用于江淮沿岸地区，采用大豆玉米间作，可基本解决由于大豆物种内部竞争导致的大豆减产现象。
三、适度施肥、提高产量
化学肥料的制造是人类农业发展史的重要章节，肥料的运用不仅仅解决了由于世界人口增长带来的粮食危机问题，同时，还将农业商业化，提高农产品生产的利润，提高农业人口生活水平。然而随着化学肥料的推广，农业生产活动中出现滥用肥料的现象，严重影响了土壤质量，降低农产品产量。科学施肥是现代提高农产品产量，促进农业可持续发展的重要问题。
1.基于土壤，科学选肥
我国国土面积大，不同地区土质条件不同，甚至临乡临县土质都存在很大的差异。大豆根系对于土壤有机物含量极为敏感，在土地施肥的过程中应首先考虑本地区土质条件，将施肥品种，施肥量建立在土质条件之上，以免导致因施肥过度导致土壤盐碱化或施肥不足不能达到大豆增产的效果。
2.完善技[摘要]大豆，学名为Glycinemax，属于抗寒耐旱高产量农业作物，早在5000多年前在中国已经开始种植生产，目前是世界上最主要的农业作物，因其生产生殖方式对气候条件需求小，在世界各国被广泛种植，世界的大豆主产地在中国、朝鲜以及日本。在我国，大豆被广泛运用于压榨大豆油、生产豆制品、制造酱油和提取蛋白质等，其在中国农业经济生产中占据重要的地位，是人民日常生活基本必需品。我国是传统的农业大国，大豆生产业在国内一直受到广泛的关注。而至20世纪50至60年代开始，生物转基因技术被适用于农业生产后，以美国为代表的农业发达国家在大豆生产中发展迅猛，其大豆及豆制品在国际市场中占据的份额逐年上升，是近年来国内大豆产业经济下滑的重要原因。本文将从国内大豆生产过程中存在的问题出发，浅析提高国内大豆生产的技术要领。
[关键词]大豆生产提高产量栽培技术[摘要]大豆，学名为Glycinemax，属于抗寒耐旱高产量农业作物，早在5000多年前在中国已经开始种植生产，目前是世界上最主要的农业作物，因其生产生殖方式对气候条件需求小，在世界各国被广泛种植，世界的大豆主产地在中国、朝鲜以及日本。在我国，大豆被广泛运用于压榨大豆油、生产豆制品、制造酱油和提取蛋白质等，其在中国农业经济生产中占据重要的地位，是人民日常生活基本必需品。我国是传统的农业大国，大豆生产业在国内一直受到广泛的关注。而至20世纪50至60年代开始，生物转基因技术被适用于农业生产后，以美国为代表的农业发达国家在大豆生产中发展迅猛，其大豆及豆制品在国际市场中占据的份额逐年上升，是近年来国内大豆产业经济下滑的重要原因。本文将从国内大豆生产过程中存在的问题出发，浅析提高国内大豆生产的技术要领。
[关键词]大豆生产提高产量栽培技术术，科学施肥
施肥的目的在与促进大豆作物的生长，一般对大豆的施肥通过化肥深施等方式进行，大豆根系入土较深，属于直根系农作物。化肥深施的施肥方式首先有助于大豆根部对化肥的有效接触，提高化肥的利用率。其次，土壤表层化肥容易因风蚀，雨水冲洗，阳光直晒等自然原因导致肥力效果下降，深土中的化肥有助于保持化肥肥力效果，从而增加大豆产量。科学的大豆施肥主要分为播种前施肥和后期追肥两个方面。前期施肥对被农民生产忽视，不少农民误以为大豆的生产不需要施肥，其实不然。基于土壤条件，前期因视情况对土壤加以肥力补充，多以施有机肥为主，同时，大豆对于钾磷无机物有很大要求，在前期施肥是土质施用适量三元复合肥。后期追肥主要视大豆生产情况而定，对于前期未施底肥导致生长不良的，追肥过程中可采取中耕开沟条施，施肥中加入15公斤左右的大豆专用肥，提高大豆产量。
四、田间管理、防治虫病，化学除草
1.防止虫病
大豆害虫以大豆蚜虫、大豆食心虫、大豆根潜蝇为主，大豆害虫因其繁殖率高，环境适应强一直是大豆种植的顽症。防治大豆虫害必须采取科学的措施，将农业防治与药物防治相结合，才能达到去标治本的效果。
1.1农业防治
农业防治中，多采用将生物转基因技术运用在大豆种子培育中，采用抗虫抗病品种的种子防治虫病，即保护了环境，同时，增加了产量。其次，农业防治中还强调间种的形式，以保护物种多样性。
1.2药物防治
药物防治是指在恰当的时机对大豆施加农药，控制虫病的发生。针对害虫的防止，应针对害虫的品种加以施用药物，例如对于大豆蚜虫，大豆造桥虫。一般以10%吡虫啉、辛硫磷等药物与40%左右的水相混合使用，敌敌畏等药剂在大豆防止虫害的过程中同样也被广泛采用。对于大豆病害而言，大豆病害主要包括胞囊线虫病等为主，防止病害的方法主要有，每亩使用适量的乙霜灵，将其施在大豆叶片上，达到防止病害的效果
2.田间除草
田间除草基本在一般播种后，大豆出苗期之前。大豆出苗期间对于营养成分要求高，杂草与大豆的种间竞争往往导致大豆出苗后发育不良，严重影响大豆的生长状况。化学除草基本采用封闭性除草的方式，视大豆生产情况而定，每亩大豆使用50公斤的水和适量乙草胺勾兑，大面积喷洒，达到除草效果。在大豆出苗后，当大豆处于出叶5片左右时，每亩可采用定向喷雾方式，喷洒适量虎威水剂水溶液，防止杂草生长。
四、结语
大豆栽培在国内大部分地区均有分布，以东北大豆生产最为出名，其次，在黄淮地区，江南各省份，以及云贵两广地区也被普遍种植。目前国内大豆普遍在选种、耕作方式、施肥技术、除草防虫害方面存在问题。在分析国内大豆种植业的基础上，利用现在先进科学技术提高大豆种植技术对于国内大豆业的发展具有重要意义。
参考文献
[1]吴颖.大豆高产栽培技术要领[J].农村实用科技信息.2009（03）
农作物生长的基本条件篇6
关键词：农业生产条件；农业经济发展；多元统计分析
农业在我国经济发展中起到非常重要的作用，受到自然条件的影响，全国各个地区的经济发展水平存在很大的差异性，当地政府对农业的重视程度和政策帮助力度不同，也影响到了各个地区农业的发展。基于多元统计分析，可以分析出各个地区农业生产条件的优势和不足，制定出相应的农业发展策略，进而提高农业经济发展水平。
1多元统计分析
多元统计分析属于数理统计中非常重要的一部分，在进行多个分析指标的统计时，往往需要用到数理统计分析来进行多个统计指标之间的理论和实践研究。多元统计分析有多种分析方法，比如说主成分分析、聚类分析等。在进行多元统计分析时，往往需要结合多个统计指标来进行，将多元统计分析应用到农业生产条件中，可以充分掌握气候、农药、化肥等多个方面的因素，寻找各个指标之间的联系性，再进行数学模型的建立，结合当地实际情况，对农业经济发展有清晰的了解，再制定出相应的政策制度，合理地对现有农业资源进行分配，最终实现促进农业经济发展的目的。
2多元统计分析的应用和实践
在探究农业生产条件对农业经济发展的影响时，选择多元统计分析的方式，可以最大化运用农业生产条件，科学的分配农业资源，提高农业经济效益。在实际的分析时，可以先对当地的农业生产条件进行统计，比如说劳动力情况、机械化水平、气候条件、耕地面积等。因为每个地区的实际农业生产条件都不相同，比如说西南地区，影响农业经济发展最主要的因素是农村劳动力，耕地面积、机械化水平等远没有劳动力重要。其主要的原因是因为西南地区的地形情况比较复杂，没有大面积的耕地，严重限制了农业机械的应用，往往需要采取人工的方式来完成耕种，因此需要大量的劳动力。运用关联分析在进行农业生产条件的分析时，绝大多数地区的耕地面积与农村劳动力关联不是很紧密，与物质生产条件的关联程度在逐年加大。造成这种现象的原因是，受到科学技术的发展影响，对传统的种植方式带来了很大的改变，提高了农作物的产量，农业生产机械化程度越来越高，进而耕地面积以及农村劳动力的重要性已经没有之前那么重要。对于农业生产工具、化肥农药等的使用不断加大，再加上各个地区的实际生产条件有所不同，导致了农业生产条件重要性的改变，需要结合实际情况对农业生产条件进行调整，最终促进农业经济的发展。
3改善农业生产条件，促进农业经济发展
农业生产条件直接影响到农业经济的发展，一定要做好农业生产条件的利用工作，促进农业经济的发展。在实际的生产过程中，随着耕地面积以及劳动力在生产条件中的地位逐渐降低，但是耕地面积以及劳动力又是农业生产中的必要条件。因此，在进行农业生产条件的改善时，要加大对种植技术的研究力度，提高单位耕地面积的产量；要增强农村劳动力对科技的运用能力，提高农村劳动力的文化水平，结合先进的科学技术来开展农业生产，提高农业生产的产值，促进经济发展。在对农业生产条件进行改善时，不仅要从传统生产方式上进行改善，还需要从本质上进行变革，比如说病虫害的防治、栽培技术、育种方式等。在病虫害的防治方面，科学合理地选择防治农药，可以减少病虫害对农作物的损失，提高农业生产产量，在使用农药时，要注意农药的更换使用，避免长期使用1种农药，进而使得病虫害产生抗药性失去防治作用。在进行化肥的使用时，一定要注意化肥的选择和化肥的搭配，农作物不同的生长时期要选择不同类型的化肥，化肥的搭配一定要合理，这样才能促进农作物的全面生长，化肥之间不要存在一些酸碱性的冲突，要牢牢把握好化肥的用量，过多造成浪费，过少达不到增长目的。育种方式以及栽培方式在农作物的生产中也非常重要，好的育种方式和栽培方式可以增强农作物的成活率，提高产量。结合先进的科学技术改善农业生产条件，能够发挥出现代科学技术的价值和作业，促进农业经济的发展。
4结束语
多元统计分析应用到农业生产中，可以结合多项统计指标清楚地掌握农业生产条件，了解农业发展的优势和不足，结合先进的科学技术，制定出符合农业发展的策略，对农业生产资源进行合理配置，最终实现农业经济发展的目标。
参考文献
[1]郑晓杰.农业生产条件对农业经济发展影响的多元统计[J].农业工程,2014(2):108-109.
农作物生长的基本条件篇7
关键词： 粮食生产 区域布局 探讨
1 粮食生产区域优化布局的目标与原则
1.1 目标
质量和效益目标 粮食生产区域布局要以质量和效益为目标。要在切实保护耕地、稳定粮食生产能力的同时，以市场为导向，积极调整种植业的作物、品种，发展优质高产高效种植业；要积极发展粮食相关产品的生产，努力提高产业水平；全面提高粮食产品质量；大力发展粮食产品加工业，发展粮食产品销售、储运、保鲜等产业，向生产的广度和深度进军，提高粮食生产综合经济效益；注重粮食产品品牌，实施名牌战略。
经济平衡目标 通过合理布局，既实现各地区经济的均衡发展，又实现农、林、牧、副、渔的协调增长。均衡发展并不是平均发展，而是最充分地利用各地区自然条件和社会经济条件，并根据需要和可能，来具体研究各生产部门和各地区间的结合、联系形式，合理地布局粮食生产，从而逐渐形成各区域间粮食生产的合理分工。使粮食生产与工业、交通、科技平衡发展。
结构优化目标 目前我国粮食产品结构还不适应市场需求结构，表现为“四多、四少”，即大路产品多，低档产品多，普通产品多，原料型产品多；优质产品少，高档产品少，专用产品少，深加工产品少。品质差，质量低，是目前中国粮食产品生产和供给中存在的主要问题。粮食区域布局中要根据市场需求结构的变化，因地制宜地发展具有比较优势的粮食产品，促进我国粮食生产向区域化、专业化和产业化方向发展。
1.2 原则
因地制宜原则 粮食生产要根据自然条件、地理环境进行布局，就是贯彻因地制宜的原则。粮食作物在生长过程中，需要光、热、水、土、气等条件。这些自然条件是进行布局时必须加以认真考虑的。我国领土辽阔，自然条件复杂多样，不同地理环境具有光、热、水、土、气等资源的区域差异，而不同的粮油作物，对自然资源的需要又不一样。为了更好地发展粮油生产，必须认真研究各地的自然条件，因地制宜地去利用自然，改造自然，充分发挥自然的有利条件，尽量减轻和避免自然条件的不利影响，从而使粮食的生产布局更加合理，达到持续稳产高产的目的。
生态系统平衡的原则 贯彻这一原则要考虑各地区的生态环境，坚持可持续发展战略。特别是西部地区和生态脆弱地区，要大力实施退耕还林还草工程，建设和保护生态环境，确保国家生态安全。要重点扶持生态农业、特色农业、节水农业、畜产品的生产和加工，把特色农业和畜牧业做大做强。
市场调节与宏观管理相结合原则 在市场经济条件下，宏观管理是保证粮食生产持续发展的重要条件，这是由市场机制的缺陷与粮食产品本身的特点决定的。其一，粮食是一个弱质产业，其具有高风险、易波动、市场竞争力弱的特点；其二，粮食是一个具有战略地位的产业，粮食产品安全是人类最基本的健康需要和安全需要，农业是国民经济的基础产业；其三，市场经济调节粮食生产具有局限性，市场机制的调节是一种事后调节，具有滞后性，而粮食生产周期长，市场调节容易引起经济波动，需要政府进行事前调节，即通过一定的计划管理，对长期发展作出引导，才能确保粮食生产稳定发展。
2 粮食生产区域优化布局的影响因素
2.1 资源因素
土地资源 不同的土壤具有不同的肥力水平，它在很大程度上影响粮油作物的生长发育及质量，影响土地的利用方向和改良措施。而各种粮油作物对土壤的要求也不尽相同，如水稻以“三沙七泥”的土壤机械组成最适，而且有耐酸性；玉米要求土壤性质，酸碱度适中，并要求有充足的水肥；花生宜于种植在偏沙性土壤中，即使是土质瘠薄也可正常生长；高梁和向日葵几乎可以种植在各种各样的土壤上，甚至包括盐碱土。因各种粮油作物对土壤的要求难以一概而论，应视其不同作物对土壤的具体要求来选择适宜地区布局。
水资源 地表水的分布与粮油生产布局有着密切的关系。一般来说，水网密布，水量丰富，容易引灌耕地的地区，通常种植有较多的粮油作物，并能旱涝保收，如我国的长江流域、珠江流域等。相反，水网稀少，水量不足，不易引灌农田的地区，耕地往往少而易旱，不利于作物的种植，因而栽培的粮油作物一般较少且多为旱粮作物，生产的稳定性差，单产低，因此，粮油产品难以自给，如我国西北的绝大部分地区。我国地表水以降水补给，因此具有年际变化大、季节分配不均和地区分布不平衡的特点。地表资源在空间和时间上的分配直接影响粮油作物的产量和分布。我国降水量在地区分布规律上是从东南向西北逐渐减少，河川水资源是南方多、北方少,水资源的时空分布与人口、耕地分布状况不协调。
2.2 市场因素
改革开放以来，我国初步形成了以批发市场为中心、以集贸市场和其他零售市场为基础的农产品市场体系。农产品市场体系的发展，既为不同类型市场经营主体提供了公开、公平、公正的竞争环境，有效地调动各种不同类型市场主体的积极性，不断推动农产品流通领域的改革和创新，促进了农产品流通逐步市场化；又使市场机制对资源配置的基础作用得到发挥，引导广大农民充分利用本地资源优势，按照市场需求调整农业结构，发展跨区域甚至面向全国的大生产，形成了专业化经营、规模化发展的农产品商品基地。促进了农产品区域布局的优化。但是占农产品总价值量的比重很大的粮食产品的流通却仍处于计划控制之下，市场机制优化资源配置的作用在粮食生产中无法得以发挥，而粮食产品在农产品价格体系形成、农民收入结构、市场交易总量中又都占有基础地位，使得粮食流通的计划控制既影响了整个农产品市场体系的形成和完善，又使粮食区域布局的优化缺乏市场基础。
2.3 技术因素
粮油生产是社会经济、自然、技术三个因素相互作用的统一体。要发展粮油生产，一靠政策，二靠科技，三靠投入，其中科学技术对促进粮油生产发展具有重要作用。本世纪初一些发达国家粮油增长量的20%靠科学技术的力量，目前已占到80%左右。但我国目前农业科技与生产相脱节，技术进步慢。农业科技的总体水平存在着“四多四少”：即常规技术多，重大关键技术和高新技术少；产量技术多，品质技术少；生产技术多，加工技术少；知识形态技术多，转化为现实生产力的技术少。农业技术进步涉及科研、推广、生产应用三个环节，科技推广是中心环节。科技推广乏力是农业技术进步缓慢的主要原因。我国农业技术推广机制不活，推广手段落后，基层科技推广队伍素质不高，推广的后续服务不到位，尤其是技术推广与产品销售服务脱节，即只管推广技术而不管销售产品，这种做法已经无法适应市场经济的要求。
3 粮食生产区域优化布局的措施
农作物生长的基本条件篇8
关键词：粮食增产；粮农收益；实现路径
中图分类号：F320.1文献标志码：a文章编号：1673-291X（2012）31-0020-02
粮食安全关系国民经济发展和社会稳定的全局。由于人口增加和消费水平的提高，粮食需求刚性增长的态势不可逆转，保障粮食安全面临严峻挑战。作为人口大国，促进粮食持续稳定增长，立足自身解决粮食问题是中国经济社会发展的长期战略目标。保护粮农利益、提高粮农收益是最关键的环节。
一、粮农增收与粮食增产的关系
1.粮农增收是保护耕地和集约用地的重要条件。目前中国粮食安全所面临的最主要的两大问题：一是人口的增长和生活水平的提高所带来的粮食需求量继续增长，二是工业化和环境不断恶化等因素导致的耕地面积逐年减少[1]。耕地保有量是粮食生产能力的基础，我国耕地面积2010年约为18亿亩，人均0.097公顷，为世界平均水平的38%[2]。耕地资源不足是实现粮食增产目标的主要制约因素之一。在现代社会，耕地的用途更加多样化。应该看到，在工业化、城市化的进程中，建设用地的占用具有不可避免性，或者说，在某个时期，耕地减少是发展经济的必要代价；但也必须看到，在城乡建设中，一是存在对耕地乱占乱用现象，二是在农业生产中，存在撂荒和粗放经营现象。耕地被浪费的关键在于耕地价格和耕地用于农业生产的相对收益较低。首先，耕地是稀缺的资源，稀缺性需要通过价格加以体现，如果价格不能反映其价值，即使再宝贵，也很难珍惜。其次，耕地作为生产要素，在用途上具有流动性，耕地资源在农业用途和非农业用途之间的配置与两种用途的边际净收益有关，如果耕地用于农业的相对收益过低，土地就容易流向非农用途。其三，耕地的价值主要反映在产出物上，耕地资源在粮食生产和非粮作物生产之间的配置、耕地的利用程度也服从收益规律，如果耕地用于粮食生产比较收益不高，就不能稳定粮田面积和有效利用。现实也表明了耕地保护和利用程度与收益之间具有较强的相关性，如在实行最严格耕地保护政策的条件下，依然存在土地浪费。为实现耕地资源社会配置状态的帕累托最优，政府实施耕地保护政策具有合理性也有必要性，但要达到预期政策目标，必须充分考虑耕地资源使用者和决策主体的私人决策函数。也就是说，只有提高农业生产，特别是粮食生产的比较收益，才能较好地实现保护耕地和稳定粮田面积的目标。
2.粮农增收是推进农业技术进步关键环节。提高单产是增产的根本途径，而农业技术进步对提高粮食单产具有显著和持久作用。农业技术进步不仅反映在研发水平上，而且反映在对现有技术的利用程度上。中国科技进步对农业增长的贡献率为48%左右，远低于发达国家；农业科研成果转化率更低，很多新技术不能很好地得到推广和应用，由此导致农业发展方式依然粗放、粮食实际产出远低于生产能力。如中国虽然培育出了多个粮食高产新品种，但农户在种子选用、施肥、灌溉和种植等方面的技术知识相对薄弱，利用新技术的积极性也不高，这在很大程度上影响粮食单产水平的提高，也浪费了稀缺的资源。农业技术的进步不仅需要研发力量、研发投入等供给条件，而且要靠市场需求的拉动。需求是研发的目的，需要是研发的方向，需求是研发的动力。农户是农业技术需求的主体，也是农业技术应用的主体，但他们对技术的需求强度取决于自身的素质和物质条件，更取决于应用新技术的收益率。应用新技术不仅有成本而且存在风险：新技术的应用需要增加物质资本投入和劳动投入；新技术的应用需要专门知识从而产生学习成本；应用新技术也会存在更多的不确定性。在运用新技术成本一定条件下，能否有效运用新技术取决于使用者的预期收益。如果预期收益较低，农户在人力资本积累方面的激励和运用新技术的动力必然不足。虽然可以通过加大农业科技投入推动技术创新，虽然可以调动农业推广、科研、教学单位以及龙头企业的技术力量，实施农业科技入户工程，但技术创新和推广效果最终依赖于应用主体的积极性。只有当技术被农户应用从而产生更多收益时，才能更有效地推动技术研发和推广。
3.粮农增收是提高粮食生产要素质量和利用率的核心。粮食生产是自然再生产与社会再生产交织的过程，粮食的产出水平是在一定自然、社会、经济条件下，土地、资本、劳动，技术等多种生产要素综合投入的结果，但劳动要素或生产者的积极性无疑起关键性作用。其一，各种生产要素的存量与质量提升都与经济主体的积极性密切相关。进行农田水利基础设施建设，实施保护性耕作，改造盐碱地、渍涝地、风蚀沙化地和旱地等，不仅依赖于农业科技的进步和资本的投入，而且依赖于生产者积极参与；物质技术装备、人力资本是粮食生产率和粮食产出的重要条件，而装备水平提高和人力资本积累更要依赖于生产者对收益预期。其二，农业社会化服务体系是发展现代农业和粮食增产的重要条件，但只有在服务对象（生产者）获得更多收益的条件下，才能为专业服务市场的建立和完善提供持久和内在需求。其三，粮食生产的当期投入与存量要素的利用率决定粮食的实际产出，投入的多少和能否有效地利用存量要素直接取决于生产者当期收益。归根结底，粮食产出的根本问题是解决粮农的激励问题，而激励强度主要取决于投入粮食生产的资本收益和劳动收益的多寡。从长期看，物质资本、人力资本积累与粮农的收益高度相关；从当期看，收益决定了农户的投入决策，即农户愿不愿意进行充分投入和有效管理。当种粮不赚钱或种粮收益与社会平均收益过于悬殊时，物质技术装备很难得到有效保护和充分利用，资本及劳动要素的外流或闲置也是难以避免的[3]。总之，保证种粮收益是提升粮食生产要素质量和有效利用的核心因素或前提条件。
二、粮农增收的实现路径
1.完善粮食生产补贴稳定增长的制度，提高粮农的收益。粮食增产满足了社会全体对粮食增长的需求，但由于粮食需求弹性较小而供给弹性较大，粮食价格提高空间有限。如果市场不能完全解决粮农的平均收入问题，由政府进行直接补贴是合理政策选择。2004年以来，中国已先后出台了综合性收入补贴、专项补贴和最低收购价政策，这些政策措施在促进粮食增产方面发挥了较大作用，同时也提高了粮农的收入。但目前的补贴额度还不足于补偿要素成本的上升，难以解决粮食生产者比较收益问题。随着经济发展和居民生活水平的提高，粮农相对收益过低的问题可能会越来越突出。因此，应根据财力和居民收入水平变动的情况，逐步增加补贴规模，提高对粮农收入的保障力度。
通过公共财政投入改造中低产田和推动科技进步不仅具有现实性，也具有合理性。不断加大国家公共财政投入比重改造粮食生产的要素条件，不仅可以调动地方政府和农户参与的积极性，加快粮食生产现代化的速度，而且可以降低粮食生产的长期成本，从而提高粮农的间接收益。
2.改善宏观调控的方式，防止粮农的收益波动。产量波动是粮食生产发展中循环出现的一种普遍存在的客观现象[4]。中国粮食生产和消费长期中可能是一种紧平衡状态，但不排除现阶段性出现供大于求的局面。供给过剩不仅导致“谷贱伤农”，而且导致粮食生产波动，破坏已形成的生产能力。因此，在关注粮食安全的前提下，通过以下措施解决粮农收益波动甚至下降问题：（1）建立预警机制，密切关注粮食的供求关系和价格变化状况，增强政策调整的及时性、弹性和有效性，这包括充分利用国际市场，通过粮食国际贸易调节供求，在取得贸易利益的同时保护生产者利益。（2）充分认识粮食生产与农业生产乃至非农产业发展之间存在复杂的制约和促进关系，充分认识实现粮食安全目标与促进经济发展目标的一致性。这就要求在关注粮食增产的同时，应发挥市场机制的作用，促进非农产业的发展，促进农业内部种植结构动态调整，拓宽农民增收渠道，最大限度提高农民收入。（3）粮食生产面临着自然与市场双重风险，为防止粮食生产和粮农收益的大起大落，应积极探索农业灾害保险的路径，实施大宗粮食作物政策性保险的政策，提高粮农抵御自然风险的能力。总之，稳定和提高粮农收益是防止粮食生产波动最重要的一环。
3.促进适度规模经营，提高粮农的规模收益。在现有的经营规模条件下，通过多种措施，可以实现中国粮食增长目标；但在农户目前经营规模的条件下，无论是通过财政的补贴还是保护性的价格政策，都无法从根本解决粮农的收入过低的问题。以粮食主产省河南省为例，每个劳动力经营不足0.33hm2地，过小的土地经营规模，制约了种粮效益的提高，也造成粮食产业与其他产业在利益上的极大差别，影响农民种粮的积极性[5]。粮食生产与其他行业一样，农户的生产资料占有量在很大程度上决定了收益的多寡；与其他行业不同，农业最基本的生产要素——耕地总量难以扩大，农户的经营规模问题只有通过土地流动来解决。在赋予农民更加充分而有保障的土地承包经营权的基础上，加快土地承包经营权流转是提高适度规模经营的内部条件；在人多地少的情况下，为农业剩余劳动力寻找出路、减少农业人口是推动土地流转、扩大农户经营规模的外部条件和前提条件。而解决后一问题的必有之路是在不断推进工业化、城市化的基础上，消除要素流动壁垒，给进城农民同等的城市居民待遇，从而加快农村劳动力和农村人口的转移步伐。
参考文献：
[1]钱万强，钱小勇，刘燕美.促进农业基础研究，保障中国粮食安全——973计划对中国粮食安全的贡献及其发展建议[J].中国软
科学，2010，（3）：9-13.
[2]王卿，陈绍充.基于粮食安全视角的“18亿亩耕地红线”的战略意义研究[J].宏观经济研究，2010，（3）：75-78.
[3]魏剑锋.中国粮食产量增长的潜力及实现机制分析[J].中国人口·资源与环境，2009，（4）：168-174.
农作物生长的基本条件篇9
关键词：气象因子；农作物；气候资源；环境
中图分类号：S162.5文献标识码：a文章编号：1674-0432（2012）-05-0123-1
1农作物生长与外界环境
作物生长的外界环境主要指土壤、气候、地形等，它们相互依存、相互制约，但不能互相代替，辩证地对作物产生综合影响。
在影响农业生产的外界自然环境的诸因子中，气象因子是十分重要的，它是植物生活所必需的基本因子，光、热、水、气等气象因子的。不同组合对农业生产会有不同的影响，不利的组合将使农作物减产，甚至绝收。有利的组合必使农业增产。最佳组合则会使农业获得更好的收成。古人有：风调雨顺之语，即是对农作物生长所需气象条件最好的总结。
2农业生产与气象条件
2.1基本气象因子对农作物的影响
2.1.1光照对作物的影响光对作物的影响是从光照强度和光照时间两个方面起作用的，增加光照强度，可以获得优质高产，不同光谱成分对植物生长的影响不同，适当延长植物的光照时间，可以增加植物体内有机物的积累而提高产量。植物对光的吸收利用是个复杂的过程，不同植物对光照的要求也不尽相同，有时会需要光照强度和光照时间互相配合，两者的不同组合，其对作物的影响也是不同的。
2.1.2温度对作物影响作物生长需要在适宜的温度条件下进行，温度除直接影响植物生长发育外，环境温度对作物的影响也极其重要，我国南北温差较大，在植物的选种上要根据植物的生长习性选择合适的作物种植。耐温植物一般要求生长发育的起点温度和全生育期所需要的温度较高，适宜在南方种植，如：棉花、高粱、甘蔗等，耐寒植物要求起点温度和全生育期温度相对较低，适宜北方播种，如：麦类、油菜等。但异常的温度也是病虫害发生、发展的重要因素之一，提前预防将有效遏制病虫害的发生、发展，保证作物产量。
2.1.3水对农作物的意义水是重要的农业环境因素，农业生产活动的整个过程要有一定量的水分，水分的多少影响着生物体的各个方面，水即是作物制造有机物的原料，也是植物进行光合作用过程中所需要的矿物质营养元素的传输者。植物对自然界水资源的有效利用是通过植物本身一系列活动完成的，其中，植物的蒸腾作用约占植物全部吸收水分的4/5还多。
2.1.4风对作物的影响作物生长需要在通风条件较好的环境下，风是植物被动吸水的原动力，能使矿物质盐分随水分运至植株上部，风还能使植物叶片变薄，减少二氧化碳进入植物体内的阻力，并改变植物叶片大小对生长量所起的作用。不适宜的风速、风向及刮风时间的长短、天气状况和地形条件对植物的危害是不言而喻的，在易发生风害的地区在选择作物上，应选择抗风能力强的谷类作物，营造防风林等措施。
3气候环境的改变对作物的影响
气候环境污染对农作物的危害主要包括水体污染、大气污染、土壤污染及农业自身污染。
3.1水体污染
被污染了的水体，作物不能有效吸收，进而会造成作物干枯死亡，或严重减产。水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类。自然污染源是自然界本身给水体造成的污染，如河流的上游，往往流着当地自然条件下溶解含有有害元素(铜、镉、汞、砷等)的水。由人类活动所排放的各类污水、废水所造成的污染即人为污染源，水体的污染直接造成植物吸水困难，干枯死亡。
3.2大气污染
酸雨的形成是大气污染的结果，当烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体，或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空气中，这些酸性气体与天上的水蒸气相遇，就会形成硫酸和硝酸小滴，使雨水酸化，这时落到地面的雨水就成了酸雨。酸雨对作物的危害主要表现在：损坏植物叶面，破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡。
3.3土壤污染
土壤污染是指进入土壤的有害物质破坏了土壤的结构，改变土壤的物理、化学及生物性质，使土壤板结、酸化或碱化，不利于作物生长发育，造成作物的减产或死株现象。
4气候环境
近年来，气候环境日益恶化，这里有人为因素，也有自然因素。保护气候资源，首先要从当下做起，提高人们的觉悟与认识，加强环保意识。其次，要进行废物回收利用，减少对森林树木的砍伐，还要加强对白色污染的处理，少使用塑料制品。最后，要对沟、河、水渠等方面作改进。
环境污染综合防治是与单项治理相对的概念。从对象上说，它综合考虑大气、水体、土壤等各种环境要素，而不是着眼于其中某一个环境要素；从目标上说，它综合考虑资源、经济、生态和人类健康等方面，而不是局限于其中某个单一目标。对于各种不同的环境污染问题应采取各种不同的综合防治措施。
5气象灾害
农业气象灾害指在农业生产过程中，能够对生物造成危害和经损失的不利天气条件或气候条件的总称。
气象灾害对社会经济发展和社会物质财富具有很大的破坏性，特别是暴雨洪涝、风灾、冰雹、雪灾等气象灾害会造成房屋倒塌、牲畜死亡、道路中断、桥梁冲毁、设施毁损、船沉车毁、直接财产损失等等。预防气象灾害，充分利用现有物质和人力条件而采取部署气象水文预警预报、防灾教育、灾区保险、灾害应急管理、法制等措施，其中尤以现代科学技术措施为重点。
6总结
农作物的生长发育有它自己的特定规律，而气候条件也有它发生、发展的必然规律，气候条件适宜作物生长，就有利增收，不利就减产欠收。由此可见气象与农业生产的关系极为密切。保护气候资源，减少自然灾害，让天气、气候和水为未来增添动力。
参考文献
[1]冯秀藻.农业气象学原理.气象出版社,1991.
农作物生长的基本条件篇10
关键词：精细农业精细农作GpS和GiS工程技术创新
引言
近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，关于国外“精细农业”技术的发展，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，科技部在筛选“面向21世纪解决16亿人口食物安全的关键技术”项目、组织S-863农业高技术领域发展计划研究以及农业部948引进项目立项中，也受到了重视。有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,加强了和国外的学术交流与合作联系，国内学术交流也开始活跃。国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技等多种学科知识的组装集成，其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者应用服务的电子信息高新技术，如：卫星定位系统、地理信息系统、遥感技术的农业应用；农田信息快速采集仪器、农田耕作、土肥管理、农药利用、污染控制等适用技术和农业工程装备及其产业化技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。“精细农业”，即国际上已趋于共识的“precisionagriculture”或“precisionFarming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。实际上，目前国外关于precisionFarming的研究，基本上仍是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农作”译名来表达当前这一技术思想的内涵可能更为确切。“精细农作”是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性，从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，或称“处方农作”而发展起来的；在农业工程领域，自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术，农田信息智能化采集与处理技术研究的发展，加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求，为“精细农作”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GpS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农作”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GpS、GiS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农作”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近
五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物；每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会；在万维网上设置有多个专题网址，可以及时查询到有关研究发展信息；美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程；日、韩等国近年来已加快开展研究工作，并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识，将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。
“精细农作”技术思想的内涵及其主要支持技术：
“精细农作”技术思想的核心，是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的环境后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如n、p、K、pH、Som含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，illinois大学C.m.Linsley和F.C.Bauer发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（SiteSpecificCropmanagement）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动生成以12-15m2为单元组成的农田小区产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的最大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理，生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著节约投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。
“精细农作”是基于田间小区农作条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着关键的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠卫星定位系统（GpS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GiS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS)的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。
迄今“精细农业”在发达国家也不过
五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农作”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践精细农作的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。建立一个完整的精细农作技术体系，需要有多种技术知识和先进技术装备的集成支持
3.“精细农作”技术发展与工程技术创新
3.13S技术农业应用研究：
“精细农作”中的定位信息采集与处方农作实施，需要采用全球卫星定位系统（GpS）。已经建成投入运行的有美国GpS系统和俄罗斯的GLonaSS系统。美国GpS系统包括在离地球约20,000km高空近似圆形轨道上运行的24颗地球卫星，其轨道参数和时钟，由设于世界各大洲的五个地面监测站和设于其本土的一个地面控制站进行监测和控制。使得在近地旷野的GpS接收机在昼夜任何时间、任何气象条件下最少能接受到4颗以上卫星的信号，通过测量每一卫星发出的信号到达接收机的传输时间，即可计算出接收机所在的地理空间位置。信号处理技术的发展，可使微弱的卫星信号为便携式或掌上型接收机的小型天线所接收。这是一个功能强大、对任何人、在全球任何地方都可以免费享用的空间信息资源。尽管美国政府对其GpS系统施加了“选择可用性政策”(Sa)的影响和卫星信号在空间传输过程中发生的各种累积误差，但技术上可通过差分误差校正方式及信息处理技术使通用接收机的动态3维定位精度容易达到米级或分米级，测量型GpS接收机动态定位精度可达厘米级要求。近几年来，GpS产业技术发展迅速，若干大公司迅速涉足农业领域，提供了用于农田测量、定位信息采集和与智能化农业机械配套的DGpS产品。这类产品通常均具有12个可选择的卫星信号接收通道、动态条件下每秒能自动提供一个3维定位数据，动态定位精度一般可达分米和米级，并具有与计算机和农机智能监控装置的通用标准接口。如美国trimble公司ag13212通道GpS接收机，可接收信标台的地区性差分校正信号免费服务或获得由近地卫星转发的广域差分收费校正信号服务，提供可靠的分米级定位和0.1米/小时的速度测量精度。系统可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。配置这一系统需要考虑本地区可能提供的差分信号现有条件，或在缺乏上述服务条件下购置两台ag132和配套通信电台建立独立的自用差分GpS系统，另还可配置必要的专用可选件如：基站附件、导航附件、背负式田间信息采集附件、掌上型计算机及必要的联接信号电缆等。ashtect公司的agnavigator结构设计有些不同，但功能大体相当。DGpS技术的迅速发展，使得近几年来各国提供局域差分信号免费服务的信标站迅速建设起来，至1996年末，美国这类信标站的地区覆盖范围已接近国土的2/3。信标站差分信号服务半径约计300km。我国在东南沿海原交通部也建立了近20个这类信标站。以近地卫星作为星载GpS广域差分信号服务系统在今后几年内也可望在我国部分地区相继建立。在竞争中谋求信息高新技术产品市场的商业利益，将是今后GpS技术发展竞争的总趋势。今年3月30日美国副总统戈尔在白宫新闻会上，宣布开放GpS卫星的L2频道并进一步开放L3频道民用服务，这将大大有利于进一步改善GpS卫星服务的精度和可靠性，使用户获得性能价格比更好的精确定位、定时技术服务。GpS用户系统外观结构简单，小型化，操作方便，但技术含量高。现有国外农机厂商配套的GpS产品，大多采用oem方式引进关键部件进行二次开发后嵌入于农业机械应用系统中，可使性能价格比显著改善。DGpS作为农业空间信息管理的基础设施，一旦建立起来，即不但可服务于“精细农作”，也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务，其农业应用技术开发的前景广阔。地理信息系统（GiS）作为用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台，技术上已经成熟。它在“精细农作”技术体系中主要用于建立农田土地管理，土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方信息。它将纳入作物栽培管理辅助决策支持系统，与作物生产管理与长势预测模拟模型、投入产出分析模拟模型和智能化农作专家系统一起，并在决策者的参与下根据产量的空间差异性，分析原因、作出诊断、提出科学处方，落实到GiS支持下形成的田间作物管理处方图，指导科学的调控操作。由于农业活动涉及广阔的地理空间和各种管理信息都有明显的空间随机分布特征，GiS在农业中具有广泛的应用价值。在形成农业空间信息地理图形时，采样密度、采样成本与信息处理的方法如何能更准确反映参数的空间分布，仍然是尚待深入研究的课题。由于商用GiS系统的功能一般都照顾到各种类型用户的需要，针对农业资源信息管理和精细农业实践的需要和农村用户的特点，开发基于GiS设计规范的简单实用、易于向基层农村用户推广、界面友好的田间地理信息系统（FiS）已引起学术界的注意，值得我国农业工程师进行创新研究。
遥感（RS）技术是未来精细农作技术体系中获得田间数据的重要来源。它可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来，RS技术在大面积作物产量预测，农情宏观预报等方面作出了重要贡献。由于卫星遥感数据目前尚达不到必要的空间分辨率和提供满足农作需要的实时性，目前还未用于作物生产的精细管理。然而，遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图象信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。RS获得的时间序列图象，可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性，提供农田作物生长的时空变异性的信息，在一季节中不同时间采集的图象，可用于确定作物长势和条件的变化。基于遥感产业界对“精细农作”的商业兴趣，一系列的地球观测卫星将在近几年内发射，到2005年，将有超过40个这类卫星提供服务。大部分这类卫星采集的全色图象，空间分辩率将达1～3米，多光谱图象分辩率预计可达3～15米，扫视区6～30km。由于采用卫星遥感比航空摄影的成本将低一半以上，卫星遥感技术可预期在近3～5年内，在“精细农作”技术体系中扮演重要角色。农业工程师应该涉足这一领域，了解有关的知识，参与应用研究，现在的RS软件已可装载在pC机上使用，性能价格比已可为普通用户所接受。
3.2收获机械产量计量与产量分布图生成技术
作物产量是许多因素综合影响形成的结果和评价种植管理水平的基础。“精细农作”技术思想也正是从获得田间小区产量的差异性信息出发，分析原因，指导管理决策。在“精细农业”研究发展中，虽然也有关于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收获机械产量计量及产量分布图自动生成的试验研究成果，但迄今已商品化的产品仍集中于谷类作物收获机械方面。据报导，美国目前约有20个制造商供应谷物联合收获机产量计量系统，1997年底，全国使用这一技术的联合收获机约17,000台，其中约有一半带GpS定位系统可支持产量分布图自动生成。一个主要生产厂商宣称，至2001年其生产的90%谷物联合收获机将装备产量监视器。迄今已进入商品化的这类产品主要是基于冲击式-力传感技术（如美国JohnDeree和CaseiH）、容积式光电计量技术（如英国RDS产品）和γ射线流量传感技术（如masseyFerguson产品）等。在谷物流量自动传感过程中，还可同时测量净粮含水量，在小区产量分布图基础上结合定位处方投入的成本分析直接显示小区经济效益分布图（GrossmarginVariabilitymap）。“精细农作”体系中的产量图自动生成技术，需要解决如下的科学技术问题：
流量传感器的计量精度、稳定性、通用性、标定简便性的进一步改善；
产量计量中同时获得收获机的实际割幅和前进速度信息；
生成产量分布图需要的空间分辨率不大于收获机械工作幅宽的DGpS定位系统；
针对不同收获机械建立谷物由割台至流量测量点的谷物运移过程模型，以校正产量分布信息的动态误差；
研究采集的定位数据和产量数据编码格式与快速存储传输方式。这些数据通常都是存储在软盘或iC智能卡中，能一次存储至少一个作业班内的全部数据，然后再传入pC机进行处理和生成产量分布图；
开发pC上进行产量分布图生成的软件，含文件结构、数据结构、误差校正、数据图形化、显示方式等；
上述技术都还需要继续完善。研究适于不同国家的农业机械装备、种植特点、适于不同作物和更为精确的上述各环节的智能化技术，仍然是农业工程师面临的挑战。谷物联合收获机电子装置，包括谷物产量自动计量和产量图自动生成技术，是当代农机研究的一个重要方向，也应是我国农机装备机电一体化、信息化研究的优先发展方向之一。对于改善易地收获、农机社会化服务，提高农机作业信息化意识，促进作物生产科学管理，都有十分重要的现实意义，应是世纪之交我国农机技术创新的重要课题。3.3田间变量信息采集与处理技术
快速、有效采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是实践“精细农作”的重要基础。优先需予考虑的主要是土壤含水量、肥力、Som、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害及作物苗情分布信息采集等。目前田间信息快速采集技术的研究仍大大落后于支持精细农作的其它技术发展，已成为国际上众多单位攻关研究的重要课题。现有的土壤信息采集方法是基于定点采样与实验室分析相结合，耗资费时、空间尺度大、难于较精细地描述这些信息的空间变异性。技术创新的方向是研究开发可快速操作，有利于提高采样密度，测量精度能满足实际生产要求的新传感技术和进一步改善空间分布信息的定量描述与近似处理方法。部分参数将可用扫描方式通过安装于作业机械上的传感器连续采集和进一步自动生成空间信息分布图。已经取得实用化或具有良好开发前景的成果，如：土壤含水量测量将在tDR成熟技术基础上，在开发经济实用的基于驻波比、频域法原理、近红外技术的快速测量仪方面拓宽研究领域。土壤主要肥力因素（n、p、K）测量仪器开发方面，基于传统化学分析技术基础上的快速肥力分析仪，目前国内已有实用化产品投入使用，其稳定性、操作性和测量精度虽然尚待改进，但对农田主要肥力因素的快速近似测量具有实用价值；一种基于近红外技术通过间接叶面反射光谱特性进行农田氮肥肥力水平快速评估仪器已在试验使用，它与遥感技术的农业应用密切相关，可以相互借鉴相关技术研究成果；一种基于离子选择场效应晶体管（iSFet）集成元件的土壤主要矿物元素含量测量技术的研究在国外已取得进展，将是值得关注的技术突破性研究方向。土壤耕作层深度对评价土壤持水能力和指导定位处方耕作，确定播种深度、施肥用量密切相关，在美、加、澳等已经开发出不接触式、基于电磁场测量土壤电导率用于评价土层深度分布图的仪器已试验使用，可对指导定位处方深耕取得良好的经济效益；关于Som传感器，早在数年前已有报导，通过niR原理研制的可用于田间在线测量的多光谱Som测量仪已有商品化产品。在作物生长有关变量信息的采集方面，田间杂草识别是“精细农业”支持技术中引起广泛关注的领域。在杂草识别的光谱响应特性方面已有许多研究成果及参考数据可供借鉴。其它田间作物变量传感与空间信息处理技术方面的研究，将围绕新的物理原理与数学方法的应用，如多光谱识别、niR视角技术、图象模式识别、人工智能方法（ann、Fuzzy系统分析、eS应用）、状态空间分析、小波分析、卡尔曼滤波方法等。在实践“精细农作”方面，开发基于新的物理原理的近似快速信息采集技术与改善空间地理信息处理方法，仍然是科技工作者面临的艰巨任务。
3.4智能型处方农作机械
七十年代中期微电子应用技术的迅速发展，使得工业化国家的农业机械进入到一个以迅速融合电子技术向机电一体化方向发展的新时期。农业机械的设计中，广泛引入了微电子监控技术用于作业工况监测和控制。八十年代后期起，其监控系统又迅速趋向智能化，由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向与管理决策系统集成的方向发展。这新一代农业机械装备技术的发展，与过去十多年来基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的迅速发展，都是近五年来“精细农作”技术得以进入日益广泛试验实践的重要条件。虽然，迄今支持“精细农作”的若干主要农机装备，除了如前述带产量图自动生成的谷物收获机以外，实施按处方图进行农田投入调控的智能化农业机械,如安装有DGpS定位系统及处方图读入装置的，可自动选择作物品种（二选一）、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机；可自动选择调控两种化肥配比的自动定位施肥机和自控喷药机；可分别控制喷水量的定位喷灌机均已有商品化产品，并在继续完善。拖拉机驾驶室已安装智能化显示器，在一个LeD显示屏上，可随意调用各种图形化可视界面,监控机器各部分的工况和显示处方作业和导航信息。现代带有多处理器的智能型农业机械，已经引用了工业部门中采用的控制器局部网总线技术（Can），相互间采用光缆传输信息，建立了工业化设计标准。我国当今农业机械技术水平从总体上看与发达国家落后了不止20年，需要在某些领域推动高新技术的应用研究与实践。开发适于我国国情的先进技术。“精细农作”的示范试验研究有可能成为农业机械装备领域应用信息高新技术实现技术创新的切入点。3.5系统集成技术新晨
“精细农业”技术体系是一个集成系统，它涉及到多种学科知识的支持，需要学习应用不同子系统已经形成的硬、软件设计规范、标准、数据格式与通信协议，应用已有的单项技术成果，研究建立某些支持技术的新标准。近几年来，国外研究实践中已经积累了一些进行“精细农业”技术体系集成组装的经验。我国科技工作者要研究这方面的进展，参与国际交流。作为工程师，要善于根据工程项目的整体目标，既能从具体技术角度去思考和研究问题，具有不断突破现有解决实际问题的观念与模式的创新意识；又能注意进行项目目标的整体评估，协调技术先进性与经济可行性的综合优化目标，提出推动技术进步的试验实践方案。
4.问题与思考