西北农林科技大学：《农业概论》课程教学资源（授课教案）第七章 新技术在农业上的应用

农业的发展，与各行各业一样，依靠科学技术的进步。特别是高新技术的研究和开发，对加快农 业生产发展产生巨大的推动作用。计算机在农业上的应用，己日益显著出它的独特作用：系统工程 在农业上的应用，正展示广泛的前景：以基因工程为主导的生物工程技术，将使人类可以按人的需 要来改造和利用生物，创造新物种，不断满足社会生活的各方面需要：核技术、遥感技术以及地膜 和无土栽培的广泛应用等，都对农业生产产生了巨大的影响。目前世界范围内高新技术发展迅猛， 我们必须把各项新兴技术在农业中应用的研究和开发，作为我国农业科技发展的战略目标之一。 第一节计算机在农业上的应用 电子计算机在世界各国的农业生产、科学研究、教学管理等多个领域得到广泛应用，并产生了极 大的社会效益。在生产上应用其经济效益最明显是畜牧业中的饲料配方管理和园艺蔬菜的温室大棚 栽培环境自动控制。还有种质资源数据库的信息贮存、病虫害预测报流程的数据库管理系统，土壤 普查和测土配方施肥的微机控制，农业产量的预测预报，农业数学模型和系统的建立等方面，这些 都取得很大成功。 一、在土壤调查和指导施肥方面的应用 计算机在土壤肥料科学中的广泛应用，在农业生产上发挥了很大的促进作用，大大提高了这一学 科的科学研究水平。 计算机在土壤资源调查、评价和制图等方面起到了重要作用。不少先进国家直接应用遥感数据、 航片判读等，用计算机自动识别分类和制图系统，较完整地建立本国的土壤信息系统，通过计算机 网络的全国联网贮存各种数据资料，实现有计划控制土壤生产力和作物生产因子的优化组合，以获 得最佳的产量目标。 中国科学院土壤研究所应用江苏江宁各地的土壤普查资料，建立土壤调查、分类、制衅的计算机 处理系统，对当地土地合理利用作出重要贡献。上海农科院应用日本学者提出的积温函数公式，找 出土壤积温与碱解氮的测定值关系，建立程度软件包指导上海市郊农民施肥，取得理想的效果。 计算机指导测土配方施肥是根据土壤普查结果、自然气候状况、生态环境条件、土壤理化性状、 有效养分含量及种植业结构布局等基础资料，在给定的软件下合理确定某地的肥料种类、比例、需 要量等，为当地生产、使用和分配化肥提供科学可靠的依据。利用计算机还可对土壤分析化验的各 项结果以及田间记载项目进行综合分析，建立相应的测土施肥最佳方案，指导大田施肥实践。 二、在种植业生产和作物栽培方面的应用 随着系统科学和计算机应用技术的发展，农业进入信息化时代，作物生产中计算机模拟研究日益 受到世界各国的重视。 浙江台州地区农科所应用微机田间模拟仿真和专家经验分析相结合，综合提出“温黄平原连作晚 稻汕优6号亩产超千斤生产函数模型农艺方案细则”，1985年在温黄土平原推广50.16万亩取得良好效 果，每亩节省尿素2.5公斤，增产稻谷13.5公斤，经济效益显著。 河南漯河市农科所运用微机对试验结果进行多元的回归分析，查明各农艺措施对玉米产量的贡献 及措施间的制约和促进关系，建立了夏玉米新加坡产千斤最佳农艺技术措施数学模型。1986一1989 年，先后四县十乡40.3万亩夏玉米上大面积应用，平均亩产438.1公斤，比对照大田增产44.9%，取得 显著的经济效益和社会效应。 国内农作物模拟模型研究开始于80年代。国外于70年代己有SIMAIZ模型(Duncan等，1974)等发 表。沈阳农业大学、北京农业大学等引入CERES-MAIZE模型，分别建立了“高产玉米生产管理决策 支持系统“和“玉米生长发育的M亿SM模拟模型“。 三、在种质资源和遗传育种方面的应用

农业的发展，与各行各业一样，依靠科学技术的进步。特别是高新技术的研究和开发，对加快农 业生产发展产生巨大的推动作用。计算机在农业上的应用，已日益显著出它的独特作用；系统工程 在农业上的应用，正展示广泛的前景；以基因工程为主导的生物工程技术，将使人类可以按人的需 要来改造和利用生物，创造新物种，不断满足社会生活的各方面需要；核技术、遥感技术以及地膜 和无土栽培的广泛应用等，都对农业生产产生了巨大的影响。目前世界范围内高新技术发展迅猛， 我们必须把各项新兴技术在农业中应用的研究和开发，作为我国农业科技发展的战略目标之一。 第一节 计算机在农业上的应用 电子计算机在世界各国的农业生产、科学研究、教学管理等多个领域得到广泛应用，并产生了极 大的社会效益。在生产上应用其经济效益最明显是畜牧业中的饲料配方管理和园艺蔬菜的温室大棚 栽培环境自动控制。还有种质资源数据库的信息贮存、病虫害预测报流程的数据库管理系统，土壤 普查和测土配方施肥的微机控制，农业产量的预测预报，农业数学模型和系统的建立等方面，这些 都取得很大成功。 一、在土壤调查和指导施肥方面的应用 计算机在土壤肥料科学中的广泛应用，在农业生产上发挥了很大的促进作用，大大提高了这一学 科的科学研究水平。 计算机在土壤资源调查、评价和制图等方面起到了重要作用。不少先进国家直接应用遥感数据、 航片判读等，用计算机自动识别分类和制图系统，较完整地建立本国的土壤信息系统，通过计算机 网络的全国联网贮存各种数据资料，实现有计划控制土壤生产力和作物生产因子的优化组合，以获 得最佳的产量目标。 中国科学院土壤研究所应用江苏江宁各地的土壤普查资料，建立土壤调查、分类、制衅的计算机 处理系统，对当地土地合理利用作出重要贡献。上海农科院应用日本学者提出的积温函数公式，找 出土壤积温与碱解氮的测定值关系，建立程度软件包指导上海市郊农民施肥，取得理想的效果。 计算机指导测土配方施肥是根据土壤普查结果、自然气候状况、生态环境条件、土壤理化性状、 有效养分含量及种植业结构布局等基础资料，在给定的软件下合理确定某地的肥料种类、比例、需 要量等，为当地生产、使用和分配化肥提供科学可靠的依据。利用计算机还可对土壤分析化验的各 项结果以及田间记载项目进行综合分析，建立相应的测土施肥最佳方案，指导大田施肥实践。 二、在种植业生产和作物栽培方面的应用 随着系统科学和计算机应用技术的发展，农业进入信息化时代，作物生产中计算机模拟研究日益 受到世界各国的重视。 浙江台州地区农科所应用微机田间模拟仿真和专家经验分析相结合，综合提出"温黄平原连作晚 稻汕优6号亩产超千斤生产函数模型农艺方案细则"，1985年在温黄土平原推广50.16万亩取得良好效 果，每亩节省尿素2.5公斤，增产稻谷13.5公斤，经济效益显著。 河南漯河市农科所运用微机对试验结果进行多元的回归分析，查明各农艺措施对玉米产量的贡献 及措施间的制约和促进关系，建立了夏玉米新加坡产千斤最佳农艺技术措施数学模型。1986—1989 年，先后四县十乡40.3万亩夏玉米上大面积应用，平均亩产438.1公斤，比对照大田增产44.9%，取得 显著的经济效益和社会效应。 国内农作物模拟模型研究开始于80年代。国外于70年代已有SIMAIZ模型(Duncan等，1974)等发 表。沈阳农业大学、北京农业大学等引入CERES-MAIZE模型，分别建立了"高产玉米生产管理决策 支持系统"和"玉米生长发育的MZSIM模拟模型"。 三、在种质资源和遗传育种方面的应用

由于生物工程枝术的发展和选有作物新品种的需要，世界各国都十分重视品种资原的瘦集和保 存，各地大型的种质库把大量种质资源的有关信息用计算机贮存和检索，以微机中心与各地实行联 网，全国乃至全世界可以随时向中心输入数据和索取所需信息。 我国种质资源极其丰富，目前已保存的各种农作物种质资源数十万份，如水稻、小麦等主要作物 己建立了计算机存贮、检索的数据库。 在遗传育种方面，借助计算机对品种系谱进行遗传基因追踪。还可对杂交育种中进行数量性状的 遗传研究，能快速、准确地为育种工作提供优良亲本和杂交亲本选配的咨询。对杂种优势研究，计 算机协助估计亲本的配合力，为选配强优势杂交组合提供科学依据。如格列芬(Griffing,1956)提出 的估算配合力和遗传力等的方法，为遗传育种进一步提供了明确的理论依据。安微农学院等单位， 应用微机预测水稻杂种优势的准确率达70%。 在自交系选育中，英国金克斯(J.L.Jinkds,1954)运用双列杂交系建立了生统遗传的数学模式， 用计算机指导杂交工作做出最佳的育种设计。 四、在病虫害预测预报方面的应用 从60年代以来，计算机己开始用于病虫害预测预报，由此使经验性预报转变到定量化的科学测 报。世界已较广泛地建立起病虫害测报流程，形成较完善的数据库管理系统，实现了病虫测报联网 化。美、英、独联体、日本等国，在水稻、麦类、棉花及多种果树等病虫害预报当地种稻农户发布 预报，指导水稻生产，获得理想效果。 我国国内也己应用多元回归和时序分析等，建立多种主要作物病虫害的中长期和短期（近期）测 报，获得成功。北京农业大学和中国科学院动物研究所协作，对北方棉苓虫种群发病，北京农业大 学对小麦条锈病，上海对棉花红铃虫、玉米螟等，江西对水稻螟虫，河南对玉米小叶斑病等的研究 和测报，都为作物生产作出了很大成绩。 五、在农业经济管理方面的应用 国外微机应用在农业经营管理方面最普遍的是财务管理。计算机还大量运用在农产品的运输和销 售等产后服务方面。计算机在农产品产量预测中的应用也是一个重要方面，如中国农科院农经所为 研制成NCD软件包，建立农产品质量预测方法和计算机程序设计。它提供了6种抽样方法，包含16个 程序，对全国24个省市2017个县进行粮食产量测报。在1983一1984年对全国粮食产量预测中，与国 家统计上报数字误差仅为1.1一1.9%。并依据连续三十年的数据资料，对全国2300多个县上机运算， 分析9000多个变量，建立起“中国种植业动态结构模型“为指导我国种植业区划提供了重要依据。 第二节系统工程在农业上的应用 80年代以来，随着系统科学和农业系统工程在我国普及推广工作的广泛开展，人们开始注意学习 和研究系统工程在我国农业现代化中的应用问题。农业系统工程的任务是解决农业整体性、系统性 的问题，它主要涉及整个农业系统综合开发的规则、组织、管理及效果评价等全局性问题 我国农业目前正逐步向着现代化过渡。农业现代化可以说是由以传统农业为特征的农业转化到现 代技术为主导的农业这样一个动态变化过程。多年来，人们论述我国农业现代化道路问题、农业综 合发展规划问题、农业产业结构问题、种植业结构和布局调整问题、农业生态系统平衡问题等方 面，都牵涉到农业系统的整体性问题，是一项系统工程。 、在制订农业综合发展规划方面的应用 为我国国民经济的加速发展，需要全国制订农业综合发展规划，以促进农业现代化的实现。拟定 规划，必须依靠各行各业的科技专家参与，提出具体规划设想并进行可行性论证。农业作为国民经 济的一个重要产业部门，它是一个统一的有机整体，是一项带有全局性的系统工程。为了使各行

由于生物工程技术的发展和选育作物新品种的需要，世界各国都十分重视品种资源的搜集和保 存，各地大型的种质库把大量种质资源的有关信息用计算机贮存和检索，以微机中心与各地实行联 网，全国乃至全世界可以随时向中心输入数据和索取所需信息。 我国种质资源极其丰富，目前已保存的各种农作物种质资源数十万份，如水稻、小麦等主要作物 已建立了计算机存贮、检索的数据库。 在遗传育种方面，借助计算机对品种系谱进行遗传基因追踪。还可对杂交育种中进行数量性状的 遗传研究，能快速、准确地为育种工作提供优良亲本和杂交亲本选配的咨询。对杂种优势研究，计 算机协助估计亲本的配合力，为选配强优势杂交组合提供科学依据。如格列芬（Griffing,1956）提出 的估算配合力和遗传力等的方法，为遗传育种进一步提供了明确的理论依据。安徽农学院等单位， 应用微机预测水稻杂种优势的准确率达70%。 在自交系选育中，英国金克斯（J.L.Jinkds，1954）运用双列杂交系建立了生统遗传的数学模式， 用计算机指导杂交工作做出最佳的育种设计。 四、在病虫害预测预报方面的应用 从60年代以来，计算机已开始用于病虫害预测预报，由此使经验性预报转变到定量化的科学测 报。世界已较广泛地建立起病虫害测报流程，形成较完善的数据库管理系统，实现了病虫测报联网 化。美、英、独联体、日本等国，在水稻、麦类、棉花及多种果树等病虫害预报当地种稻农户发布 预报，指导水稻生产，获得理想效果。 我国国内也已应用多元回归和时序分析等，建立多种主要作物病虫害的中长期和短期（近期）测 报，获得成功。北京农业大学和中国科学院动物研究所协作，对北方棉苓虫种群发病，北京农业大 学对小麦条锈病，上海对棉花红铃虫、玉米螟等，江西对水稻螟虫，河南对玉米小叶斑病等的研究 和测报，都为作物生产作出了很大成绩。 五、在农业经济管理方面的应用 国外微机应用在农业经营管理方面最普遍的是财务管理。计算机还大量运用在农产品的运输和销 售等产后服务方面。计算机在农产品产量预测中的应用也是一个重要方面，如中国农科院农经所为 研制成NCD软件包，建立农产品质量预测方法和计算机程序设计。它提供了6种抽样方法，包含16个 程序，对全国24个省市2017个县进行粮食产量测报。在1983—1984年对全国粮食产量预测中，与国 家统计上报数字误差仅为1.1—1.9%。并依据连续三十年的数据资料，对全国2300多个县上机运算， 分析9000多个变量，建立起"中国种植业动态结构模型"为指导我国种植业区划提供了重要依据。 第二节 系统工程在农业上的应用 80年代以来，随着系统科学和农业系统工程在我国普及推广工作的广泛开展，人们开始注意学习 和研究系统工程在我国农业现代化中的应用问题。农业系统工程的任务是解决农业整体性、系统性 的问题，它主要涉及整个农业系统综合开发的规则、组织、管理及效果评价等全局性问题。 我国农业目前正逐步向着现代化过渡。农业现代化可以说是由以传统农业为特征的农业转化到现 代技术为主导的农业这样一个动态变化过程。多年来，人们论述我国农业现代化道路问题、农业综 合发展规划问题、农业产业结构问题、种植业结构和布局调整问题、农业生态系统平衡问题等方 面，都牵涉到农业系统的整体性问题，是一项系统工程。 一、在制订农业综合发展规划方面的应用 为我国国民经济的加速发展，需要全国制订农业综合发展规划，以促进农业现代化的实现。拟定 规划，必须依靠各行各业的科技专家参与，提出具体规划设想并进行可行性论证。农业作为国民经 济的一个重要产业部门，它是一个统一的有机整体，是一项带有全局性的系统工程。为了使各行

业、各部门、各方面的具体规划能相互协同配合，共同为实现统一的规划目标而努力，必须搞好总 体协调。系统工程的独特优点正是解决系统总体协调问题。 实现具有中国特色的农业现代化，要结合我国的国情，走自己农业发展的道路。从全国各地实际 情况出发，确定各自的最优方案，因地制宜地提出农业现代化的最佳模式。中国农业科学院农业经 济研究所提供建立中围国种植业发展结构模型就一例。 二、在现代农业管理中的应用 目前，世界各国都在运用系统工程改进本国农业计划和长远规划，全面调查农业资源，全理进行 产业结构调整，制定各自的农业综合规划，不断加强农业经济管理。五十年代起，美国农业经济学 家(E.O.海地，1954年)就开始编制美国农业布局的线线规划模型。尔后世界各国也相继用系统工程 的方法改进各自的农业计划开发研究，南朝鲜的农业分析模型(KASM)、墨西哥多水平农业规划模 型(CHAC)及尼日利亚的农业分析模型等就是这方面应用的实例。 近几年来，全球范围内人口急剧增长，粮食供应紧缺，人生生活环境恶化，“三废”（废气、废 水、废物垃圾等)公害污染日益严重，世界各国都重视研究事关全局性的重大问题。国际上较有名 的系统研究模型有农业国际关系模型(MOIRA)、系统分析研究单元模型(SARUM)、梅沙维克 派斯特尔模型等。 三、在农业科技方面的应用 农业科学技术的研究，与其它学科一样，分门别类广泛，各门学科的研究领域最深入、具体地研 究各自学科的问题。由于学科研究范围的影响，专业分工较细，彼此较难密切配合研究。在现代农 业系统中常常遇到大量具有全局性和夸学科的整体性问题，十分需要各专业学科相互配合、协同研 究。这些多学科交叉的整体性问题就需要用系统工程的方法解决。系统工程的应用，在农业科学技 术上已日益「泛、深入。由于系统工程在农业上的应用，使各门衣业科学的联系更加紧密。中国 学院农业现代化研究委员会和湖南科学技术委员会联合研究了湖南省桃源县大农业系统综合开发， 取得可喜成绩。 在种植业生产方面，应用系统工程对作物裁培进行系统性研究。湖南省计算机中心和该省娄低地 区农科所合作进行水稻栽培技术规范化研究，取得了明显的经济效益。在植物保护、防治病虫害方 面，应用系统工程方法已是近年十十分活跃的研究领域。美国早在70年代己设计了棉铃虫种群动态 的系统模拟模型和微机编制程度软件，为人们选择最优的防治对策提供科学依据。荷兰于1976年提 出了全国果树园艺场的果树红叶螨综合防治方案，都取得理想的防治效果。我国陕西省农业科学院 对生物防治进行深入研究，提出了“招瓢控蚜“新技术，有效地控制了棉蚜的发生和危害。 系统工程在农业中的应用，促进自然科学和社会科学互相渗透。尤其使农业技术科学与农业经济 科学形成紧密的相互交叉，大大推动了边缘学科的发展。 第三节生物工程在农业上的应用 生物工程也叫生物技术，1983年5月在英国首届世界生物工程学伦敦会议上，把生物工程定义 为：“达到特殊目的的生物过程的控制性工程”。这项新兴的高技术能把生物及其某一结构组分（如 细胞、基因、酶等)应用于工、农业生产中，其创造的产品可按照人们预定的目的加以控制和改 造。 生物工程从目前来看，按其技术体系可分为遗传工程、细胞工程、酶和发酵工程等。遗传工程即 基因工程。广义来说还可包括细胞工程、染色体工程、细胞器工程等。习惯上常把遗传工程叫做基 因工程

业、各部门、各方面的具体规划能相互协同配合，共同为实现统一的规划目标而努力，必须搞好总 体协调。系统工程的独特优点正是解决系统总体协调问题。 实现具有中国特色的农业现代化，要结合我国的国情，走自己农业发展的道路。从全国各地实际 情况出发，确定各自的最优方案，因地制宜地提出农业现代化的最佳模式。中国农业科学院农业经 济研究所提供建立中国种植业发展结构模型就一例。 二、在现代农业管理中的应用 目前，世界各国都在运用系统工程改进本国农业计划和长远规划，全面调查农业资源，全理进行 产业结构调整，制定各自的农业综合规划，不断加强农业经济管理。五十年代起，美国农业经济学 家（E.O.海地，1954年）就开始编制美国农业布局的线线规划模型。尔后世界各国也相继用系统工程 的方法改进各自的农业计划开发研究，南朝鲜的农业分析模型（KASM）、墨西哥多水平农业规划模 型（CHAC）及尼日利亚的农业分析模型等就是这方面应用的实例。 近几年来，全球范围内人口急剧增长，粮食供应紧缺，人生生活环境恶化，"三废"（废气、废 水、废物垃圾等）公害污染日益严重，世界各国都重视研究事关全局性的重大问题。国际上较有名 的系统研究模型有农业国际关系模型（MOIRA）、系统分析研究单元模型（SARUM）、梅沙维克一 派斯特尔模型等。 三、在农业科技方面的应用 农业科学技术的研究，与其它学科一样，分门别类广泛，各门学科的研究领域最深入、具体地研 究各自学科的问题。由于学科研究范围的影响，专业分工较细，彼此较难密切配合研究。在现代农 业系统中常常遇到大量具有全局性和夸学科的整体性问题，十分需要各专业学科相互配合、协同研 究。这些多学科交叉的整体性问题就需要用系统工程的方法解决。系统工程的应用，在农业科学技 术上已日益广泛、深入。由于系统工程在农业上的应用，使各门农业科学的联系更加紧密。中国科 学院农业现代化研究委员会和湖南科学技术委员会联合研究了湖南省桃源县大农业系统综合开发， 取得可喜成绩。 在种植业生产方面，应用系统工程对作物栽培进行系统性研究。湖南省计算机中心和该省娄底地 区农科所合作进行水稻栽培技术规范化研究，取得了明显的经济效益。在植物保护、防治病虫害方 面，应用系统工程方法已是近年十十分活跃的研究领域。美国早在70年代已设计了棉铃虫种群动态 的系统模拟模型和微机编制程度软件，为人们选择最优的防治对策提供科学依据。荷兰于1976年提 出了全国果树园艺场的果树红叶螨综合防治方案，都取得理想的防治效果。我国陕西省农业科学院 对生物防治进行深入研究，提出了"招瓢控蚜"新技术，有效地控制了棉蚜的发生和危害。 系统工程在农业中的应用，促进自然科学和社会科学互相渗透。尤其使农业技术科学与农业经济 科学形成紧密的相互交叉，大大推动了边缘学科的发展。 第三节 生物工程在农业上的应用 生物工程也叫生物技术，1983年5月在英国首届世界生物工程学伦敦会议上，把生物工程定义 为："达到特殊目的的生物过程的控制性工程"。这项新兴的高技术能把生物及其某一结构组分（如 细胞、基因、酶等）应用于工、农业生产中，其创造的产品可按照人们预定的目的加以控制和改 造。 生物工程从目前来看，按其技术体系可分为遗传工程、细胞工程、酶和发酵工程等。遗传工程即 基因工程。广义来说还可包括细胞工程、染色体工程、细胞器工程等。习惯上常把遗传工程叫做基 因工程

基因工程分子水平的基因操作，有目的、有计划地把生物的遗传物质，从一种生物转移到另一种 生物的细胞内，实现重组，定向培养，创造出符合人类需要的新物种和新类型。细胞工程主要指细 胞杂交，包括体细胞杂交（又称原生质体融合）、核移植、细胞器摄取等，是细胞水平的操作技 术。 酶工程和发酵工程的研究应用成功，对农副产品的深加工，农用抗菌素、维生素、氨基酸等的生 产制造，开辟了前所未有的广阔前景 生物工程在农业上已广泛得到应用。无性繁殖种苗、培育良种、防治病害、发展微生物农药等。 花卉园艺栽培上，大规模进行组织培养、试管育苗，加速繁殖优良种苗：单倍体育种和利用花粉培 养等，可获得理想遗传性状的良种，并大大缩短了育种年限。 目前，许多先进的国家十分重视生物工程技术的发展，加强人力、财力和物资投入，积极组织专 门的研究机构，建立起基因工程工业。由于遗传工程的迅速发展，己对农业生产和科学技术起到巨 大的推动作用。 、通过基因转育动植物良种 农作物病毒病日趋猖獗严重，目前尚未有特别有效的防治方法，经过人工将抗病毒的基因转移到 高产、优质但不抗病毒的品种中，可获得抗病毒的植物品种：又如对杂种烟草的鉴别方面，美国学 者伊文思(Evas,1980)等利用白化突变基因来鉴别杂种烟草：在作物品质改进方面，将玉米高赖 氨酸的控制基因奥派克2号转移到水稻、小麦高产品种上，育成高产、优质的作物新品种，这对提高 作物产量和改进品质起到巨大的推动作用。 动物良种培育方面，应用DNA重组技术，将新组成的基因，培育出新的物种，这在世界各国已有 不少成功的例子。 二、生物工程推动微生物研究的发展 全球农作物生长必需大量氮素肥料，人工将固氮基因移入植物体内，使农作物自身固氮，可创造 有固氮能力的新作物类型，世界各国科学家为此都在积极的探索中。利用昆虫病原微生物的基因， 可培植和发展高效、高毒的微生物杀虫剂。目前己有不少微生物农药在生产上得到有效施用。利用 发酵工程中的微生物生产单细胞蛋白，已在工业上广泛应用，展现的前景十分诱人。 三、组织培养应用前景广阔 全世界利用组织培养育成的试管苗植物己达近千种。其中许多属于有很高经济价值的果树、花 卉、药材、作物等，不少已实现了商品化大生产，做到工厂化育苗，经济效益十分可观。花粉培养 工世界上十分活跃，在碍的单倍体新品种己生产应用，产生巨大的经济效益。我国花粉培养和单倍 体育种，属国际领先水平。许多小麦、水稻等花培品种己在生产上大面积种植，如新疆生产建设兵 闭农七师农科所育成的奎花一号冬小麦，已在北僵冬麦区大范用一泛种植，表现出极大的优越性。 植物体细胞的组织培养，在国内外都取得重大突破。国外选育出抗病的烟草、马铃薯、水稻、玉 米、甘蔗等的细胞系：国内也选育出抗病的水稻株系，含糖量高的超高糖甘蔗突变系，还有许多抗 病、耐盐碱、高氨基酸的作物突变体。 在胚胎培育方面，克服边缘杂交的不亲和性，获得大小麦、小黑麦、高梁稻、豌豆麦、番茄薯 (或薯番茄)等杂种植物。 动物胚胎移植方面，良种牛受精卵的扩繁技术，使得动物繁殖系数极大提高，创造更高的经济效 益。如日本已把把一个牛的受精卵通过显微切割技术，一分为四至少。 生物工程技术的广泛应用，在各方面获得巨大的经济效益，产生极大的社会影响，引起全球人们 的高度关注。世界各国科学家竞相全力投入强大的人力、财力、物力进行系统研究。如遗传工程 DNA的重组技术发展，使基因工程技术研究实现飞跃，形成了基因工程工业

基因工程分子水平的基因操作，有目的、有计划地把生物的遗传物质，从一种生物转移到另一种 生物的细胞内，实现重组，定向培养，创造出符合人类需要的新物种和新类型。细胞工程主要指细 胞杂交，包括体细胞杂交（又称原生质体融合）、核移植、细胞器摄取等，是细胞水平的操作技 术。 酶工程和发酵工程的研究应用成功，对农副产品的深加工，农用抗菌素、维生素、氨基酸等的生 产制造，开辟了前所未有的广阔前景。 生物工程在农业上已广泛得到应用。无性繁殖种苗、培育良种、防治病害、发展微生物农药等。 花卉园艺栽培上，大规模进行组织培养、试管育苗，加速繁殖优良种苗；单倍体育种和利用花粉培 养等，可获得理想遗传性状的良种，并大大缩短了育种年限。 目前，许多先进的国家十分重视生物工程技术的发展，加强人力、财力和物资投入，积极组织专 门的研究机构，建立起基因工程工业。由于遗传工程的迅速发展，已对农业生产和科学技术起到巨 大的推动作用。 一、通过基因转育动植物良种 农作物病毒病日趋猖獗严重，目前尚未有特别有效的防治方法，经过人工将抗病毒的基因转移到 高产、优质但不抗病毒的品种中，可获得抗病毒的植物品种；又如对杂种烟草的鉴别方面，美国学 者伊文思（Evans，1980）等利用白化突变基因来鉴别杂种烟草；在作物品质改进方面，将玉米高赖 氨酸的控制基因奥派克2号转移到水稻、小麦高产品种上，育成高产、优质的作物新品种，这对提高 作物产量和改进品质起到巨大的推动作用。 动物良种培育方面，应用DNA重组技术，将新组成的基因，培育出新的物种，这在世界各国已有 不少成功的例子。 二、生物工程推动微生物研究的发展 全球农作物生长必需大量氮素肥料，人工将固氮基因移入植物体内，使农作物自身固氮，可创造 有固氮能力的新作物类型，世界各国科学家为此都在积极的探索中。利用昆虫病原微生物的基因， 可培植和发展高效、高毒的微生物杀虫剂。目前已有不少微生物农药在生产上得到有效施用。利用 发酵工程中的微生物生产单细胞蛋白，已在工业上广泛应用，展现的前景十分诱人。 三、组织培养应用前景广阔 全世界利用组织培养育成的试管苗植物已达近千种。其中许多属于有很高经济价值的果树、花 卉、药材、作物等，不少已实现了商品化大生产，做到工厂化育苗，经济效益十分可观。花粉培养 工世界上十分活跃，在碍的单倍体新品种已生产应用，产生巨大的经济效益。我国花粉培养和单倍 体育种，属国际领先水平。许多小麦、水稻等花培品种已在生产上大面积种植，如新疆生产建设兵 团农七师农科所育成的奎花一号冬小麦，已在北疆冬麦区大范围广泛种植，表现出极大的优越性。 植物体细胞的组织培养，在国内外都取得重大突破。国外选育出抗病的烟草、马铃薯、水稻、玉 米、甘蔗等的细胞系；国内也选育出抗病的水稻株系，含糖量高的超高糖甘蔗突变系，还有许多抗 病、耐盐碱、高氨基酸的作物突变体。 在胚胎培育方面，克服边缘杂交的不亲和性，获得大小麦、小黑麦、高梁稻、豌豆麦、番茄薯 （或薯番茄）等杂种植物。 动物胚胎移植方面，良种牛受精卵的扩繁技术，使得动物繁殖系数极大提高，创造更高的经济效 益。如日本已把把一个牛的受精卵通过显微切割技术，一分为四至少。 生物工程技术的广泛应用，在各方面获得巨大的经济效益，产生极大的社会影响，引起全球人们 的高度关注。世界各国科学家竞相全力投入强大的人力、财力、物力进行系统研究。如遗传工程 DNA的重组技术发展，使基因工程技术研究实现飞跃，形成了基因工程工业

生物工程的飞速发展，必将对农业的发展产生重大的推动作用。 第四节核技术在农业上的应用 核技术是放射性同位素、示踪原子和射线应用技术的统称。它是近十年发展而来的一门综合性技 术科学，并与基它学科的传统技术相互渗透，创立了许多交叉的边缘学科，如放射生物学、核农 学、核医学、辐射化学等。 核技术在农业方面的应用极为广泛。全世界有一百多个国家开展核技术的农业应用研究。我国己 基本形成全国性的核技术农业应用研究体系，取得不少科研成果，产生很大的经济效益。核技术在 农业上的应用，大体有两个方面：核辐射的应用和同位素示踪技术的应用。 一、核辐射在农业上的应用 植物辐射育种是简便有效、突变率高的新型育种方法。即利用各种射线（如X射线、Y射线、中 子等)照射处理作物的种子或植物材料等，使其产生优良的突变体。由于射线作用，使植物细胞产 生电离分化，可诱导出现遗传变异。因诱导基因突变，产生遗传物质的重新组合，经过人工选择， 获得价值的突变体，在较短时间内育出高产、优质、抗性强的新品种类型。大多数作物进行辐射育 种的剂量不宜过大。目前认为，使其产生较为变异，又能保证植株成活率达一半左右，不育性约为 1/3,可视为适宜的辐射剂量。 辐射对生物生育产生的影响，经过应用实践证明，适度的辐射剂量约大约1OO/分左右，以不大 于160/分为宜。照射处理干种子的剂量率可大些：而处理植株、苗、花粉等，可小一些。 应用辐射处理生物，低剂量可刺激生物增产，这在养殖业方面应用效果显著，如提高蚕茧产量和 改善蚕丝品质，有助于提高鱼、虾的孵化率，增加幼苗体重等。在防治有害昆虫方面，较高剂量照 射虫体、蛹等，可造成不育，形成绝种的后果。更高剂量可直接杀死病原微生物和各种害虫。 二、示踪原子在农业上的应用 示踪原子又称放射性同位素。同位素指在元素周期表内原子核的质子相同而中子数不同的元素。 由于同位素具有相似的化学特性，可参与相同的生化过程，以测知被标记物的行踪，了解物质运 输、利用状况。 由于同位素示踪技术具有许多常规技术无法做到了特殊优点，在农业科研和生产实际中得到极其 广泛的应用。 在土壤施肥方面，利用P32、N15以及C14等多种放射性同位素，了解土壤中磷肥的增产效果，氮 肥的利用效率和光合产物的运输、积累状况等。 近年光合作用研究日趋深化，这与示踪原子法的应用密切相关。现己查明，光合产物放出的O2 不是来自C02,而是来自H20:而参与有机物合成的02，则来自C02。 由于同位素示踪法的不断开发利用，在农业环境保护研究方面以及植物保护、防治病虫上，己得 到十分广泛的应用。如监测”三废“污染，摸清病、虫发生危害的规律，都己取得明显的成效。 第五节遥感技术在农业上的应用 遥感是本世纪60年代发展起来的一项新兴的、综合性的探测技术，在世界各国的研究和应用十分 迅速，已被广泛地用于农林、地质、海洋水文、气象监测、资源调查和军事领域等。遥感顾名思义 就是遥远感知。1966年Parker和wol把它定义为：“利用的数据搜集装置不和被测物体（或现象）直 接接触即能取得数据“信息的一种技术，遥感技术是依据物体电磁辐射、反射和散射的原理，借助于 能接收信号的传感器，在远距离可接收记录地、物辐射或反射出来的各种不同波长的电磁信息，用 以探测与识别不地、物物质的一种新技术。 一、在土壤调查上的应用

生物工程的飞速发展，必将对农业的发展产生重大的推动作用。 第四节 核技术在农业上的应用 核技术是放射性同位素、示踪原子和射线应用技术的统称。它是近十年发展而来的一门综合性技 术科学，并与基它学科的传统技术相互渗透，创立了许多交叉的边缘学科，如放射生物学、核农 学、核医学、辐射化学等。 核技术在农业方面的应用极为广泛。全世界有一百多个国家开展核技术的农业应用研究。我国已 基本形成全国性的核技术农业应用研究体系，取得不少科研成果，产生很大的经济效益。核技术在 农业上的应用，大体有两个方面：核辐射的应用和同位素示踪技术的应用。 一、核辐射在农业上的应用 植物辐射育种是简便有效、突变率高的新型育种方法。即利用各种射线（如X射线、γ射线、中 子等）照射处理作物的种子或植物材料等，使其产生优良的突变体。由于射线作用，使植物细胞产 生电离分化，可诱导出现遗传变异。因诱导基因突变，产生遗传物质的重新组合，经过人工选择， 获得价值的突变体，在较短时间内育出高产、优质、抗性强的新品种类型。大多数作物进行辐射育 种的剂量不宜过大。目前认为，使其产生较为变异，又能保证植株成活率达一半左右，不育性约为 1/3，可视为适宜的辐射剂量。 辐射对生物生育产生的影响，经过应用实践证明，适度的辐射剂量约大约100R/分左右，以不大 于160R/分为宜。照射处理干种子的剂量率可大些；而处理植株、苗、花粉等，可小一些。 应用辐射处理生物，低剂量可刺激生物增产，这在养殖业方面应用效果显著，如提高蚕茧产量和 改善蚕丝品质，有助于提高鱼、虾的孵化率，增加幼苗体重等。在防治有害昆虫方面，较高剂量照 射虫体、蛹等，可造成不育，形成绝种的后果。更高剂量可直接杀死病原微生物和各种害虫。 二、示踪原子在农业上的应用 示踪原子又称放射性同位素。同位素指在元素周期表内原子核的质子相同而中子数不同的元素。 由于同位素具有相似的化学特性，可参与相同的生化过程，以测知被标记物的行踪，了解物质运 输、利用状况。 由于同位素示踪技术具有许多常规技术无法做到了特殊优点，在农业科研和生产实际中得到极其 广泛的应用。 在土壤施肥方面，利用P32、N15以及C14等多种放射性同位素，了解土壤中磷肥的增产效果，氮 肥的利用效率和光合产物的运输、积累状况等。 近年光合作用研究日趋深化，这与示踪原子法的应用密切相关。现已查明，光合产物放出的O2 不是来自CO2，而是来自H2O；而参与有机物合成的O2，则来自CO2。 由于同位素示踪法的不断开发利用，在农业环境保护研究方面以及植物保护、防治病虫上，已得 到十分广泛的应用。如监测"三废"污染，摸清病、虫发生危害的规律，都已取得明显的成效。 第五节 遥感技术在农业上的应用 遥感是本世纪60年代发展起来的一项新兴的、综合性的探测技术，在世界各国的研究和应用十分 迅速，已被广泛地用于农林、地质、海洋水文、气象监测、资源调查和军事领域等。遥感顾名思义 就是遥远感知。1966年Parker和wolff把它定义为："利用的数据搜集装置不和被测物体（或现象）直 接接触即能取得数据"信息的一种技术，遥感技术是依据物体电磁辐射、反射和散射的原理，借助于 能接收信号的传感器，在远距离可接收记录地、物辐射或反射出来的各种不同波长的电磁信息，用 以探测与识别不地、物物质的一种新技术。 一、在土壤调查上的应用

世界不少国家运用遥感技术，对本国的土地进行大规模的普查和分类，依此绘制土壤图。如英、 法等国每隔5年用遥感技术进行一次全国性的士壤普查。不但功效高、收效大，而且准确、详尽。我 国在60年代初已在大范围内进行大面积的土壤航测调查。如对新疆大量荒地资源进行调查，不但大 大减少野外工作量，工效提高5倍以上，而且图片质量明显提高，各类士壤的区界更加明确。又如对 甘肃河西走廊，清查荒地2000万亩，原定耗资1000万元，需200多人工作两年，而使用遥感技术进行 测定，费用10万元，仅35人用7个月便顺利完成了任务。 地球资源卫星可为人类监测士地、森林资源、土摆性状其动态变化。由于可以连续不断地向地球 发回有关地面状面的信息，如地表水热变化、土壤、森林演变等动态过程，因此有助于进行研究分 析和采取相应对策。如美国利用遥感技术测知土壤水分变化，用于指导合理灌溉和排水：泰国、巴 西从卫星图象获悉，本国的热带森林已遭到严重破坏：我国发现东北大片森林的砍伐速度十分惊 人。这些信息的获得，对合理开发和保护利用资源提供了有益的帮助。 二、对植物资源和作物产量估测 地球植物资源丰富，植被种类多样。主要有森林、草原、作物等类型。大规模地进行调查、识 别、判读，可以充分合理地利用不同植物资源，制订开发计划，做到对植物资源的永续利用。 农作物种类繁多，不同作物生长发育状况各异。各国已能通过遥感技术获取作物生育的各种图象 信息，判断作物生长好坏，并估测产量情况。 作物遥感估测产量可分为两大类：一是大面积估产，二是小面积测产。大面积估产以国家或更大 范围内进行。在卫星图象内依据不同的生态地区和生产条件建立相应作物的产量估算公式，根据卫 星获取的各种数据资料，适当进行必要的校正，从而对整个国家或某一地区的作物产量进行估算。 如美国利用谣感资料，分析小麦的生长状况，并进行估产，其可靠性精确度很高。 小面积作物测产，是通过航片和统计相结合的方法进行。使用卫星图象和航替代原有的地图，有 利于较大范围内对同一类作物进行准确的估算。我国已用于小麦、水稻等大片作物的估产测定。就 目前应用来看，对小块作物，多种作物混种等情况下，遥感估产较困难，准确性不高，为了提高估 产的准确性，遥感估产还需与常规测产相配合。 三、对作物病虫监测和灾情判断 应用遥感技术对作物病虫害监测可分为两方面：一是对大面积流行性病虫害的监测：二是小范围 内对某些作物的受害识别。大面积流行性病虫害发生常与一特定的生态条件有关联。依据卫星图象 资料可对诸如小麦锈病、蝗虫、粘虫及许多森林害虫进行预报。利用红外摄象可通过受害作物的反 射光谱出现变异进行鉴别，人们据此推测不同病虫危害状况及其严重程度。目前己广泛用于农作 物、牧草、果树及森林病虫害的调查和监测。 农业生产上大面积的多种自然灾害常会频每发生，如水、旱灾，风霜冻、冰雹、虫灾和火灾等， 都会造成地面图象异常。人们根据卫星图象和航片上地面图象异常程度，可获得不同状况的受灾程 度及其面积等。目前世界各国对森林火灾的监测最为快捷、正确。 此外，世界许多国家对渔业生产进行遥感调查，正确指导本国的渔业生产，取得很大的经济效 益。 第六节地膜栽培技术 生产上应用塑料薄膜覆盖栽培技术，简称地膜覆盖栽培或叫地膜栽培技术。国外地膜栽培开始较 早。日本于1956年便在草莓种植上普及了保护地地膜覆盖栽培技术，尔后在多种蔬菜和其它大田农 作物上广泛使用。日本对地膜栽培研究、普及快、水平高，美国在覆膜材料的开发研究方面领先各

世界不少国家运用遥感技术，对本国的土地进行大规模的普查和分类，依此绘制土壤图。如英、 法等国每隔5年用遥感技术进行一次全国性的土壤普查。不但功效高、收效大，而且准确、详尽。我 国在60年代初已在大范围内进行大面积的土壤航测调查。如对新疆大量荒地资源进行调查，不但大 大减少野外工作量，工效提高5倍以上，而且图片质量明显提高，各类土壤的区界更加明确。又如对 甘肃河西走廊，清查荒地2000万亩，原定耗资1000万元，需200多人工作两年，而使用遥感技术进行 测定，费用10万元，仅35人用7个月便顺利完成了任务。 地球资源卫星可为人类监测土地、森林资源、土壤性状其动态变化。由于可以连续不断地向地球 发回有关地面状面的信息，如地表水热变化、土壤、森林演变等动态过程，因此有助于进行研究分 析和采取相应对策。如美国利用遥感技术测知土壤水分变化，用于指导合理灌溉和排水；泰国、巴 西从卫星图象获悉，本国的热带森林已遭到严重破坏；我国发现东北大片森林的砍伐速度十分惊 人。这些信息的获得，对合理开发和保护利用资源提供了有益的帮助。 二、对植物资源和作物产量估测 地球植物资源丰富，植被种类多样。主要有森林、草原、作物等类型。大规模地进行调查、识 别、判读，可以充分合理地利用不同植物资源，制订开发计划，做到对植物资源的永续利用。 农作物种类繁多，不同作物生长发育状况各异。各国已能通过遥感技术获取作物生育的各种图象 信息，判断作物生长好坏，并估测产量情况。 作物遥感估测产量可分为两大类：一是大面积估产，二是小面积测产。大面积估产以国家或更大 范围内进行。在卫星图象内依据不同的生态地区和生产条件建立相应作物的产量估算公式，根据卫 星获取的各种数据资料，适当进行必要的校正，从而对整个国家或某一地区的作物产量进行估算。 如美国利用遥感资料，分析小麦的生长状况，并进行估产，其可靠性精确度很高。 小面积作物测产，是通过航片和统计相结合的方法进行。使用卫星图象和航替代原有的地图，有 利于较大范围内对同一类作物进行准确的估算。我国已用于小麦、水稻等大片作物的估产测定。就 目前应用来看，对小块作物，多种作物混种等情况下，遥感估产较困难，准确性不高，为了提高估 产的准确性，遥感估产还需与常规测产相配合。 三、对作物病虫监测和灾情判断 应用遥感技术对作物病虫害监测可分为两方面：一是对大面积流行性病虫害的监测；二是小范围 内对某些作物的受害识别。大面积流行性病虫害发生常与一特定的生态条件有关联。依据卫星图象 资料可对诸如小麦锈病、蝗虫、粘虫及许多森林害虫进行预报。利用红外摄象可通过受害作物的反 射光谱出现变异进行鉴别，人们据此推测不同病虫危害状况及其严重程度。目前已广泛用于农作 物、牧草、果树及森林病虫害的调查和监测。 农业生产上大面积的多种自然灾害常会频每发生，如水、旱灾，风霜冻、冰雹、虫灾和火灾等， 都会造成地面图象异常。人们根据卫星图象和航片上地面图象异常程度，可获得不同状况的受灾程 度及其面积等。目前世界各国对森林火灾的监测最为快捷、正确。 此外，世界许多国家对渔业生产进行遥感调查，正确指导本国的渔业生产，取得很大的经济效 益。 第六节 地膜栽培技术 生产上应用塑料薄膜覆盖栽培技术，简称地膜覆盖栽培或叫地膜栽培技术。国外地膜栽培开始较 早。日本于1956年便在草莓种植上普及了保护地地膜覆盖栽培技术，尔后在多种蔬菜和其它大田农 作物上广泛使用。日本对地膜栽培研究、普及快、水平高，美国在覆膜材料的开发研究方面领先各

国，在西欧多个发达国家己普遍推广应用光解膜，大大减轻了土壤环境污染，并成功使用了多功能 铺膜机作业，不但功效高，而且质量好。 一、我国地膜栽培研究应用的发展 (一)大规模地膜栽培植棉取得巨大成功 国外在地膜植棉方面仍进行研究试种，但未取得大面积推广的成功经验。日本曾研究棉花地膜栽 培，但因高温、高湿影响，而使棉花生育失调，未获成功：美国研究结果认为，地膜植棉有一定的 增产效果，也未能大面积推广应用。 我国在广大的北方地区，针对北方低温、干旱、无霜期短等限制棉花高产、稳产的气候因子，通 过深入、细致的研究，掌握了覆膜对棉花生育影响的综合效应，明确认识到地膜覆盖栽培可增加地 积温、提高保水能力，增强土壤微生物的活动，改善土壤供肥性能，提高了肥料的利用率。这样， 使地膜栽培棉花早出苗、出全苗，做到壮苗早发，使结铃数、单铃理、霜前花显著增加，达到早 熟、高产、优质、高效等多项目标。由于该顶技术普遍获得了显著的增产和增收效果，近年已大 到2000万亩以上，其中推广面积较大的有新疆、山东、河南、山西、湖北和江苏等省区，该项技术 一般可增产30一50%，霜前花增加15一20%，衣分提高1一2%，提早成熟7一10天。 (二)应用地膜覆盖开发利用盐碱了 日本一些专家认为地膜覆盖可能引起土壤盐渍化，提出盐碱地上不宜进行地膜覆盖栽培。我国江 苏、山东、辽宁、天津、北京、内蒙古、新疆、河北、山西等地，都有大片程度不同的盐碱地，通 过广泛的地膜栽培试验研究，摸清了土壤中水盐运动及其分布规律，以及对种子发芽、幼苗出土的 影响，并发现覆膜后使表层土形成低盐耕作层，起到了良好的抑盐保苗作用，保苗率可达80一90%： 为此，我国己总结出一套不同盐碱地覆膜栽培技术体系，为大面积开发利用盐碱地开辟了一条新的 途径。 (三)改砾田栽培为地膜覆盖栽培 我国西北兰州等地多用砂砾覆盖地面进行作物栽培。自应用地膜覆盖栽培技术取代了砂盖栽培 后，其覆膜效应良好，减轻劳动强度，大大提高了工效：并可保护土壤结构，使生产成本下降，增 产效果明显。这项技术对促进大西北干旱区农业的发展发挥了巨大作用。 (四)建立适合我国农业生产特点的覆膜栽培技术体系 在地膜覆盖栽培上，由于紧密结合我国低温、干早、无霜期短、土壤粘重等特点，创造出丰富多 样的覆膜方式方法，如一膜两用，一膜多用，旧膜回收加工再利用等技术，进一步提高了覆膜经济 效益。在棉花、玉米、水稻、花生、西瓜、甜菜、蔬菜等多作物上，比较系统地提出了规范化的覆 膜栽培模式，为不断提高我因农业生产技术水平作出了重大贡献。 二、地膜栽培的增产机理 地膜覆盖能显著地把太阳热能贮积于膜内土壤中，迅速促进作物根系的生长和苗的发育，大大提 高作物体对光能的利用率，并能减少土壤水分蒸发，促进土壤微生物活动，提高肥料利用率，改善 土壤理化性状。 (一)地膜覆盖具有增温反应 土面覆膜后，太阳热能透射到膜内，散热损失极少，比露地不铺膜的地温高。经多个地区广泛观 察，地膜中地温比露地中提高2一3℃。因此，地膜栽培可比露地的播种期提早5一7天，从全国各地 综合分析，作物生长期内覆膜栽培的地积温可增加200一300℃。 (二)地膜覆盖具有保墒作用 由于地膜覆盖土面，显著减少土壤水分的蒸发，起到了明显的保墒作用。据观察，覆膜比露地了 减少土壤水分蒸发5一0%。显著，由覆膜的物理阻隔作用，使大部分在地膜内循环运动，因而土壤

国，在西欧多个发达国家已普遍推广应用光解膜，大大减轻了土壤环境污染，并成功使用了多功能 铺膜机作业，不但功效高，而且质量好。 一、我国地膜栽培研究应用的发展 （一）大规模地膜栽培植棉取得巨大成功 国外在地膜植棉方面仍进行研究试种，但未取得大面积推广的成功经验。日本曾研究棉花地膜栽 培，但因高温、高湿影响，而使棉花生育失调，未获成功；美国研究结果认为，地膜植棉有一定的 增产效果，也未能大面积推广应用。 我国在广大的北方地区，针对北方低温、干旱、无霜期短等限制棉花高产、稳产的气候因子，通 过深入、细致的研究，掌握了覆膜对棉花生育影响的综合效应，明确认识到地膜覆盖栽培可增加地 积温、提高保水能力，增强土壤微生物的活动，改善土壤供肥性能，提高了肥料的利用率。这样， 使地膜栽培棉花早出苗、出全苗，做到壮苗早发，使结铃数、单铃理、霜前花显著增加，达到早 熟、高产、优质、高效等多项目标。由于该项技术普遍获得了显著的增产和增收效果，近年已扩大 到2000万亩以上，其中推广面积较大的有新疆、山东、河南、山西、湖北和江苏等省区，该项技术 一般可增产30—50%，霜前花增加15—20%，衣分提高1—2%，提早成熟7—10天。 （二）应用地膜覆盖开发利用盐碱了 日本一些专家认为地膜覆盖可能引起土壤盐渍化，提出盐碱地上不宜进行地膜覆盖栽培。我国江 苏、山东、辽宁、天津、北京、内蒙古、新疆、河北、山西等地，都有大片程度不同的盐碱地，通 过广泛的地膜栽培试验研究，摸清了土壤中水盐运动及其分布规律，以及对种子发芽、幼苗出土的 影响，并发现覆膜后使表层土形成低盐耕作层，起到了良好的抑盐保苗作用，保苗率可达80—90%。 为此，我国已总结出一套不同盐碱地覆膜栽培技术体系，为大面积开发利用盐碱地开辟了一条新的 途径。 （三）改砾田栽培为地膜覆盖栽培 我国西北兰州等地多用砂砾覆盖地面进行作物栽培。自应用地膜覆盖栽培技术取代了砂盖栽培 后，其覆膜效应良好，减轻劳动强度，大大提高了工效；并可保护土壤结构，使生产成本下降，增 产效果明显。这项技术对促进大西北干旱区农业的发展发挥了巨大作用。 （四）建立适合我国农业生产特点的覆膜栽培技术体系 在地膜覆盖栽培上，由于紧密结合我国低温、干旱、无霜期短、土壤粘重等特点，创造出丰富多 样的覆膜方式方法，如一膜两用，一膜多用，旧膜回收加工再利用等技术，进一步提高了覆膜经济 效益。在棉花、玉米、水稻、花生、西瓜、甜菜、蔬菜等多作物上，比较系统地提出了规范化的覆 膜栽培模式，为不断提高我国农业生产技术水平作出了重大贡献。 二、地膜栽培的增产机理 地膜覆盖能显著地把太阳热能贮积于膜内土壤中，迅速促进作物根系的生长和苗的发育，大大提 高作物体对光能的利用率，并能减少土壤水分蒸发，促进土壤微生物活动，提高肥料利用率，改善 土壤理化性状。 （一）地膜覆盖具有增温反应 土面覆膜后，太阳热能透射到膜内，散热损失极少，比露地不铺膜的地温高。经多个地区广泛观 察，地膜中地温比露 地中提高2—3℃。因此，地膜栽培可比露地的播种期提早5—7天，从全国各地 综合分析，作物生长期内覆膜栽培的地积温可增加200—300℃。 （二）地膜覆盖具有保墒作用 由于地膜覆盖土面，显著减少土壤水分的蒸发，起到了明显的保墒作用。据观察，覆膜比露地了 减少土壤水分蒸发5—10%。显著，由覆膜的物理阻隔作用，使大部分在地膜内循环运动，因而土壤

水分可较长时间地贮存、利用，起到理想的保墒效果，提高了土壤水分的利用率。 (三)地膜覆盖有利于改善土壤理化性状 地面覆膜后，对表层土壤可起到保护作用，防止土壤返盐和板结，使士壤孔隙度不致于减少，通 透性良好。覆膜后因膜内水、热状况发生明显变化，有助于土壤养分转化和根系吸收利用。此外， 覆膜土壤微生物数量和活动能力增加，也有利于土壤有效养分含量的增加。由于覆膜反光，近地受 光环境改善，光照强度增强，提高光照辐射强度，从而促进植株生长。根据全国许多地区生产实践 证明，地膜覆盖栽培可大大减少杂草为害，并对病虫危害产生一定影响。 三、地膜栽培的基本技术要点 地膜覆盖栽培是应用专用的塑料薄膜紧密覆盖地面的一种技术措施。与传统的常规露地栽培相 比，地膜栽培改善了作物生长发育的生态环境，有利于实现早熟、高产、稳产、优质等综合目标， 是提高经济效益十分显著的一种高度集约化栽培技术体系。地膜覆盖栽培，在生育期间一般不进行 中耕松土。为保证铺膜质量和覆膜效果，必须注意地面平整细碎并作畦起垄，使土壤疏松足墙，做 到早种早熟。 (一)覆膜 依据地膜在田间土面的覆盖位置，可分为行间覆膜和根区覆膜：行间覆膜是播种时地膜顺行覆盖 作物行中间，有一膜两行、三行等，根区覆膜是地膜顺利进行在播种行上，分双行和多行根区覆 盖，适用于宽窄行。覆膜质量高低是地膜栽培成败的关键。在整地起垄后应立即覆膜，尤其春旱严 重地区必须抢墒铺膜。铺膜必须做到严、紧、平等项要求。运用铺膜机可实现一次完成起垄、镇 压、铺膜、压土多项系列作业。机铺工效高、速度快、质量好、省地膜。 (二)话时早播 由于地膜覆盖后可使膜内土温提高2一4℃，如棉种播后出苗一般提早7一10天，因此，地膜植棉 可较露地了栽培早播7一10天。地膜栽培的播种方式可分为以下两种： 1,先播种后铺膜 这种方式一般多用于土壤墒情良好的地块。可先条报告团或点播，随后人工或机力铺膜。此法应 在出苗后及时放苗，防止烫伤或放苗受害。该法缺点是放苗较费工费时。 2,先辅膜后播种 早春跑墒严重的地区，可抢时铺膜，再打孔点播，而且洞口覆土，此法点种多为人工进行，覆土 多少不易掌握，播种费工，出苗前保温效果稍差。 (三)田间管理 1.及时打孔放苗 播后一周应每日检查出苗情况，适时打孔放苗，一般当气温达25℃左右时可以揭膜。在揭膜同 时，应结合中耕除草和追肥一次，有条件的地区随之灌水一次。 4.肥水管理 地膜栽培通常需多施基肥，因此苗期一般不追肥。生育中期，植株生长转旺，应结合灌水进行追 肥，做到灌溉和追施化学结合。 (四)地膜回收 废旧地膜大量残留土壤，造成严重的土壤污染（所谓白鬼污染），妨碍耕翻整地，影响田园环境 卫生，后作根系生长，土壤结构易遭破坏。 在作物收获后，应彻底检拾干净，用机力集中清除，大多可回收加工再利用。避免在田间烧毁， 否则造成空气污染，影响人畜健康。 第七节无土栽培技术

水分可较长时间地贮存、利用，起到理想的保墒效果，提高了土壤水分的利用率。 （三）地膜覆盖有利于改善土壤理化性状 地面覆膜后，对表层土壤可起到保护作用，防止土壤返盐和板结，使土壤孔隙度不致于减少，通 透性良好。覆膜后因膜内水、热状况发生明显变化，有助于土壤养分转化和根系吸收利用。此外， 覆膜土壤微生物数量和活动能力增加，也有利于土壤有效养分含量的增加。由于覆膜反光，近地受 光环境改善，光照强度增强，提高光照辐射强度，从而促进植株生长。根据全国许多地区生产实践 证明，地膜覆盖栽培可大大减少杂草为害，并对病虫危害产生一定影响。 三、地膜栽培的基本技术要点 地膜覆盖栽培是应用专用的塑料薄膜紧密覆盖地面的一种技术措施。与传统的常规露地栽培相 比，地膜栽培改善了作物生长发育的生态环境，有利于实现早熟、高产、稳产、优质等综合目标， 是提高经济效益十分显著的一种高度集约化栽培技术体系。地膜覆盖栽培，在生育期间一般不进行 中耕松土。为保证铺膜质量和覆膜效果，必须注意地面平整细碎并作畦起垄，使土壤疏松足墒，做 到早种早熟。 （一）覆膜 依据地膜在田间土面的覆盖位置，可分为行间覆膜和根区覆膜：行间覆膜是播种时地膜顺行覆盖 作物行中间，有一膜两行、三行等，根区覆膜是地膜顺利进行在播种行上，分双行和多行根区覆 盖，适用于宽窄行。覆膜质量高低是地膜栽培成败的关键。在整地起垄后应立即覆膜，尤其春旱严 重地区必须抢墒铺膜。铺膜必须做到严、紧、平等项要求。运用铺膜机可实现一次完成起垄、镇 压、铺膜、压土多项系列作业。机铺工效高、速度快、质量好、省地膜。 （二）适时早播 由于地膜覆盖后可使膜内土温提高2—4℃，如棉种播后出苗一般提早7—10天，因此，地膜植棉 可较露地了栽培早播7—10天。地膜栽培的播种方式可分为以下两种： 1．先播种后铺膜 这种方式一般多用于土壤墒情良好的地块。可先条报告团或点播，随后人工或机力铺膜。此法应 在出苗后及时放苗，防止烫伤或放苗受害。该法缺点是放苗较费工费时。 2．先铺膜后播种 早春跑墒严重的地区，可抢时铺膜，再打孔点播，而且洞口覆土，此法点种多为人工进行，覆土 多少不易掌握，播种费工，出苗前保温效果稍差。 （三）田间管理 1．及时打孔放苗 播后一周应每日检查出苗情况，适时打孔放苗，一般当气温达25℃左右时可以揭膜。在揭膜同 时，应结合中耕除草和追肥一次，有条件的地区随之灌水一次。 4．肥水管理 地膜栽培通常需多施基肥，因此苗期一般不追肥。生育中期，植株生长转旺，应结合灌水进行追 肥，做到灌溉和追施化学结合。 （四）地膜回收 废旧地膜大量残留土壤，造成严重的土壤污染（所谓白鬼污染），妨碍耕翻整地，影响田园环境 卫生，后作根系生长，土壤结构易遭破坏。 在作物收获后，应彻底捡拾干净，用机力集中清除，大多可回收加工再利用。避免在田间烧毁， 否则造成空气污染，影响人畜健康。 第七节 无土栽培技术

无土栽培泛指不用土壤进行栽培植物的方法。可以不需陆地，不受土地资源的限制。一般指用培 养液进行水培、沙培（沙砾、蛭石、珍珠岩等）、喷雾栽培、锯末、炉渣或膨化塑料等栽培。由于 都必须采用一定的培养液进行栽培，广义通常称为水培。 、无土栽培的优点 (一)长热好产量高 无土栽培可解决土壤种植条件下不易协调水、肥、气之间的供求矛盾关系。尤其是水、肥、气三 者关系较为协调，植物生长快速、良好。由于长势好，无土栽培的作物产量一般比土壤种植的高出5 一10倍。我国无土栽培虽开发时间较晚，但发展迅速不断取得成功。山东勃海湾的胜利油田从1984 一1987年大面积进行无土栽培蔬菜取得成功，增产1一2倍：四川成都化纤厂无土栽培的黄瓜单产达 4.4吨/庙，番茄单产高达6吨/庙：河北承德蔬菜所水培的韭菜年亩产32700多公斤，亩产值达1.2万 元：山东农业大学水培的番茄单产达8吨/庙，最大的一枚西红柿重850克。 (二)品质优收益大 无土栽培的多种蔬菜，不但产量高，而且品质好。如无土栽培的西红柿，个大、色鲜、味道好， 营养价值高，受到消费者的普遍欢迎。无土栽培的花卉不但生长快速、良好，而且香味浓、花期 长，开花数量多，市场价格高，经济收益大。如无土栽培的仙客来花丛直径达0.5米，花高达40厘 米，一棵开花20朵，一年可开120朵以上，而且水培液的水分蒸发能使仙客来凉爽，又保持空气适宜 的湿度，从而易于越夏。 (三)用水少无杂草 土壤种植的作物通常需多次灌溉，大部分水分都被蒸发、流失和渗漏掉，植物根系吸收利用的 少。据意大利在水倍场进行小面积对比试验，水培条件下每生产1公斤茄子只需水46公斤，而土培条 件下高达400公斤。 土壤种植条件下杂草作物竞争性极强，严重影响作物肥水作用，常需化费大量人力和物力消灭杂 草。无栽培条件下一般无杂草危害。 (四)省肥料用工少 土壤种植必需施用大量肥料，据试验分析， 一般利用率只30%左右。无土栽培条件下，可按植物 所需要的营养成份进行合理配制，营养液都置于不渗漏的水倍容器中，损失较少。无土栽培不在土 壤上进行，简化了耕作措施，摆脱繁重的体力劳动，采用自动化操作，节约了大量劳力。 (五)无土栽培病虫少 土壤植物作物病虫传播多，常用多种上化学农药防治病虫害，对土壤、环境又造成污染。无土栽 培便大大减轻土壤传媒作用，病虫不易发生，使生态环境优雅，赏心悦目。 二、无土栽培应用的基本技术 无土栽培与土壤种植的最大差别在于前者是人工创造的无土环境条件下，进行作物栽培。它可人 为地给作物正常生长发育创造良好的环境条件，并且有意识地加以调控，达到预想的生产目的。目 前世界各国的无士栽培主要用于温室、瓜果、花卉以及苗木培育等。此外，这一技术在植物组织培 养、生物工程技术、作物营养生理研究和化学调控技术上，以及字宙空间航行、航海事业等方面， 都得到日益广泛的作用。 无土栽培的装置较为简易，只要具有一定的设备和必要的技术条件即可进行栽培。首先需要盛装 营养液容器，并底垫基质以固定根系，使作物通过根系直接吸收培养液中的养料和水分。植物生长 所需的营养液组成成分和浓度必需相对稳定，栽培设施适用、简易、价廉。植物生长发育所需的培 养液，依据不同作物，生长时期变化，应随时调整配方和PH值以及通气状况等。各作物的具体营养 被配分要注意氮、磷、钾卒在量元素和铁、拥、锌等微量元素的配合

无土栽培泛指不用土壤进行栽培植物的方法。可以不需陆地，不受土地资源的限制。一般指用培 养液进行水培、沙培（沙砾、蛭石、珍珠岩等）、喷雾栽培、锯末、炉渣或膨化塑料等栽培。由于 都必须采用一定的培养液进行栽培，广义通常称为水培。 一、无土栽培的优点 （一）长热好产量高 无土栽培可解决土壤种植条件下不易协调水、肥、气之间的供求矛盾关系。尤其是水、肥、气三 者关系较为协调，植物生长快速、良好。由于长势好，无土栽培的作物产量一般比土壤种植的高出5 —10倍。我国无土栽培虽开发时间较晚，但发展迅速不断取得成功。山东勃海湾的胜利油田从1984 —1987年大面积进行无土栽培蔬菜取得成功，增产1—2倍；四川成都化纤厂无土栽培的黄瓜单产达 4.4吨/亩，番茄单产高达6吨/亩；河北承德蔬菜所水培的韭菜年亩产32700多公斤，亩产值达1.2万 元；山东农业大学水培的番茄单产达8吨/亩，最大的一枚西红柿重850克。 （二）品质优收益大 无土栽培的多种蔬菜，不但产量高，而且品质好。如无土栽培的西红柿，个大、色鲜、味道好， 营养价值高，受到消费者的普遍欢迎。无土栽培的花卉不但生长快速、良好，而且香味浓、花期 长，开花数量多，市场价格高，经济收益大。如无土栽培的仙客来花丛直径达0.5米，花高达40厘 米，一棵开花20朵，一年可开120朵以上，而且水培液的水分蒸发能使仙客来凉爽，又保持空气适宜 的湿度，从而易于越夏。 （三）用水少无杂草 土壤种植的作物通常需多次灌溉，大部分水分都被蒸发、流失和渗漏掉，植物根系吸收利用的 少。据意大利在水倍场进行小面积对比试验，水培条件下每生产1公斤茄子只需水46公斤，而土培条 件下高达400公斤。 土壤种植条件下杂草作物竞争性极强，严重影响作物肥水作用，常需化费大量人力和物力消灭杂 草。无栽培条件下一般无杂草危害。 （四）省肥料用工少 土壤种植必需施用大量肥料，据试验分析，一般利用率只30%左右。无土栽培条件下，可按植物 所需要的营养成份进行合理配制，营养液都置于不渗漏的水倍容器中，损失较少。无土栽培不在土 壤上进行，简化了耕作措施，摆脱繁重的体力劳动，采用自动化操作，节约了大量劳力。 （五）无土栽培病虫少 土壤植物作物病虫传播多，常用多种上化学农药防治病虫害，对土壤、环境又造成污染。无土栽 培便大大减轻土壤传媒作用，病虫不易发生，使生态环境优雅，赏心悦目。 二、无土栽培应用的基本技术 无土栽培与土壤种植的最大差别在于前者是人工创造的无土环境条件下，进行作物栽培。它可人 为地给作物正常生长发育创造良好的环境条件，并且有意识地加以调控，达到预想的生产目的。目 前世界各国的无土栽培主要用于温室、瓜果、花卉以及苗木培育等。此外，这一技术在植物组织培 养、生物工程技术、作物营养生理研究和化学调控技术上，以及宇宙空间航行、航海事业等方面， 都得到日益广泛的作用。 无土栽培的装置较为简易，只要具有一定的设备和必要的技术条件即可进行栽培。首先需要盛装 营养液容器，并底垫基质以固定根系，使作物通过根系直接吸收培养液中的养料和水分。植物生长 所需的营养液组成成分和浓度必需相对稳定，栽培设施适用、简易、价廉。植物生长发育所需的培 养液，依据不同作物，生长时期变化，应随时调整配方和PH值以及通气状况等。各作物的具体营养 液配分要注意氮、磷、钾等在量元素和铁、棚、锌等微量元素的配合

无土栽培一般可以用于所有的植物，但并不是最适于所有全部的植物生长。早在本世纪30年代， 美国植物营养学教授格里克(WF.Gericke,1929)就进行过大规模的水培研究。他用植物根系与整 个植物重量比来判断植物是否适于水培。经试验研究认为，其比值高的植物（如比值为12一14）， 以及树木等不适于水培，比值大低的植物（如比值为18）有时也不适于水培。最适于水培的植物介 于14一1/8之间。因此适用于无土栽培的大多数作物是蔬菜、花卉、牧草和苗木。 三、蔬菜无土栽培技术要点 许多农作物都可以进行无土栽培，尤其是各种蔬菜更适宜无土栽培。蔬菜无土栽培可显著提高产 品的质量和品质，节省水、肥，简化工序，有利于实现蔬菜生产的现代化和自动化。 (一)选择基质严格消毒 为能达到低廉、固根、保水、通气等目的， 一般就地选用适宜的基质材料，通常以选用砂砾、炉 渣等较好。并对基质材料用不同化学药品进行严格消毒，如漂白粉、高锰酸钾、福尔马林等。对基 质材料先进水漂洗，后用杀菌剂浸泡。 (二)备好容器建立苗床 无土栽培的容器，可用木料、水泥、金属塑料等构成。一般用混凝土做成的容器比较适宜。不管 用何种材料，内层都涂上相应的保护层涂料，以利抗酸碱侵蚀，这样既不影响植物生长，又不延长 容器寿命。一般容器深约25厘米，宽1一1.5米，长约10米。为节约成本，可内垫塑料布，有保温和省 水作用。 无土栽培的种植床可用泥炭和炉渣混合，根据作物不同来决定二者混用比例。泥炭可保水、炉渣 利通气。泥炭和炉渣一般比为1：1。 (三)营养液制备 营养液配制前应掌握有关化肥成分，准确称量，测知需水的PH值。为了节约生产费用，应根据 栽培作物的面积、水培营养液用量，计算好化肥、化学药品及水的数量，正确配制。为充分利用有 限的栽培空间及设备可实行间作、套种，进行立体种植。经有关单位筛选，适于多种蔬菜生长的两 种配方，现简介如下（表81）。 表81蔬菜水培的配方 配方1(g/1000kg水) 配方2(g1000kg水 KNO3 910 Ca (NO)2 Ca(N03)2 370 MgS04 330 KH2PO4 500 400 MgSO4 (NH)2HPO 600 IKCI 上述两种配方可用如下相同的微量元素（见表8-2）。 表8-2微量元素配方（克/1000公斤水） HB0 (NH)2Mo04 需量 6 3.5 0.35 0.8 0.15 25 所配制的营养液浓度不得超过0.2%，把制备好的溶液注入种植床循环5一10分钟，需测度PH值， 以调至6.0一6.5为佳。一般在作物生长期间，每1一2周进行测试、调整营养液浓度和酸碱度

无土栽培一般可以用于所有的植物，但并不是最适于所有全部的植物生长。早在本世纪30年代， 美国植物营养学教授格里克（W.F.Gericke，1929）就进行过大规模的水培研究。他用植物根系与整 个植物重量比来判断植物是否适于水培。经试验研究认为，其比值高的植物（如比值为1/2—1/4）， 以及树木等不适于水培，比值大低的植物（如比值为1/8）有时也不适于水培。最适于水培的植物介 于1/4—1/8之间。因此适用于无土栽培的大多数作物是蔬菜、花卉、牧草和苗木。 三、蔬菜无土栽培技术要点 许多农作物都可以进行无土栽培，尤其是各种蔬菜更适宜无土栽培。蔬菜无土栽培可显著提高产 品的质量和品质，节省水、肥，简化工序，有利于实现蔬菜生产的现代化和自动化。 （一）选择基质严格消毒 为能达到低廉、固根、保水、通气等目的，一般就地选用适宜的基质材料，通常以选用砂砾、炉 渣等较好。并对基质材料用不同化学药品进行严格消毒，如漂白粉、高锰酸钾、福尔马林等。对基 质材料先进水漂洗，后用杀菌剂浸泡。 （二）备好容器建立苗床 无土栽培的容器，可用木料、水泥、金属塑料等构成。一般用混凝土做成的容器比较适宜。不管 用何种材料，内层都涂上相应的保护层涂料，以利抗酸碱侵蚀，这样既不影响植物生长，又不延长 容器寿命。一般容器深约25厘米，宽1—1.5米，长约10米。为节约成本，可内垫塑料布，有保温和省 水作用。 无土栽培的种植床可用泥炭和炉渣混合，根据作物不同来决定二者混用比例。泥炭可保水、炉渣 利通气。泥炭和炉渣一般比为1∶1。 （三）营养液制备 营养液配制前应掌握有关化肥成分，准确称量，测知需水的PH值。为了节约生产费用，应根据 栽培作物的面积、水培营养液用量，计算好化肥、化学药品及水的数量，正确配制。为充分利用有 限的栽培空间及设备可实行间作、套种，进行立体种植。经有关单位筛选，适于多种蔬菜生长的两 种配方，现简介如下（表8-1）。 表8-1 蔬菜水培的配方 配方1（g/1000kg水） 配方2（g/1000kg水） KNO3 Ca(NO3)2 KH2PO4 MgSO4 540 910 370 500 Ca(NO3)2 MgSO4 NH4NO2 (NH4)2HPO4 KCl 910 500 330 400 600 上述两种配方可用如下相同的微量元素（见表8-2）。 表8-2 微量元素配方(克/1000公斤水) 药品 H3BO3 MnSO4 CuSO4 ZnSO4 (NH4)2MoO4 FeSO4 需量 6 3.5 0.35 0.8 0.15 25 所配制的营养液浓度不得超过0.2%，把制备好的溶液注入种植床循环5—10分钟，需测度PH值， 以调至6.0—6.5为佳。一般在作物生长期间，每1—2周进行测试、调整营养液浓度和酸碱度