完整版第二章作物的起源分类与分布讲解.docx
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完整版第二章作物的起源分类与分布讲解
第二章作物的起源、分类与分布
第一节作物的起源与传播
一、作物的起源
（一）栽培作物的起源和意义
为了生存，古人类主要是通过采集野生植物和渔猎来获取食物。
当未食完的植物器官被遗弃或被埋藏在其临时住地后，发现其能不断繁衍，于是人类开始注意并将其果实、种子、块根、块茎等收集起来集中种植，且就近获取食物。
随着人口的增加，对食物的需求量越来越大，人们开始有意识地选取那些果形大、生产多、成熟后脱落损失少、易保存的植物进行集中小规模栽培。
随着人类长期地种植野生植物，对野生植物的生长习性有了进一步的了解。
则不断改进栽培技术，创造适合植物生长发育的条件，同时进行选择和培育。
伴随着自然选择和人工选择，使野生植物逐步驯化、演化成为有经济价值的栽培作物。
而栽培作物与野生植物祖先相比，其人类利用的器官变得巨大和迅速生长；产品有用成分大大改进和提高；成熟期一致，生长整齐；传播手段退化以及休眠性减弱或缩短，栽培作物的自我保护机能减弱等。
野生种变为栽培种的动力首先是有机体的变异能力，其次才是人工选择有利的变异类型。
通过研究作物的起源，人类可以了解众多的植物遗传资源并建立“基因库”，利用有用的基因改造现有的作物并选育新品种为人类所利用；同时通过了解作物起源地的生态地理条件，达到人为控制作物生长的目的。
不仅如此，还可以进一步研究人类的农耕文化。
如不少文字中将“文化”和“栽培”视为同义词，英文中的文化为“culture”，也是栽培含义。
业已研究表明，人类通过作物的栽培，形成了四大类农耕文化，它们分别是中东地区兴起的地中海农耕文化，非洲兴起的农耕文化，东南亚、马来半岛为中心的农耕文化以及中美洲、南美洲兴起的新大陆农耕文化。
至今发现，地球上大致有50万种以上的植物，其中被人类利用的约在5000种以上，被人类栽培种植的约1500种，属大面积种植的约200种。
中国种植的作物约有600种，其中粮食作物30多种，经济作物70种，蔬菜110多种，牧草约50种，花卉130余种，药用作物50余种。
（二）栽培作物的地理起源中心
最早研究作物地理起源中心问题的学者是瑞士植物学家康多尔，在他1883年出版的《栽培植物的起源》一书中，对477种栽培植物的起源地进行了划分。
其后在20世纪的20～30年代，前苏联植物学家瓦维洛夫等，借助于植物形态分类、杂交验证、细胞学和免疫学等手段，对他们在世界六大洲60多个国家采集到的30多万份作物品种材料进行了详细比较研究，于1926年写成《栽培植物的起源中心》一书。
其后为了更准确地确定作物起源和最初形态建成中心，他还补充查明遗传上相近的野生和栽培种的多样性地理分布中心，把遗传变异最为丰富的地方作为该物种的起源中心。
最后以考古学、历史和语言学的资料，对植物地理的划分加以修正。
认为全世界栽培植物的起源有8大起源中心，并于1935年出版了《育种的植物地理基础》一书，该书的一些基本理论至今仍有着重要的指导作用。
1968年茹可夫斯基提出大基因中心观念，他将瓦维洛夫确立的8个起源中心扩大到12个。
1975年瑞典的泽文和茹可夫斯基共同编写了《栽培植物及其变异中心检索》，重新修订了茹可夫斯基提出的12个基因中心，扩大了地理基因中心起源概念，现简介如下。
1．中国—日本起源中心中国基因中心是主要的、初生的，由它发展了次生的日本基因中心。
中国的中部和西部山区及其毗邻低地是世界第一个最大农业发源地和栽培植物的起源中心。
中国起源地的特点是栽培植物的数量极大，包括了热带、亚热带和温带作物的代表。
在栽培植物种和属的数量上，中国超过其他起源地，如黍、稷、粟、大麦、荞麦、大豆、裸燕麦等作物，中国是初生基因中心；普通小麦和高粱等是次生中心。
该学说确认中国是栽培稻的起源中心之一，纠正了瓦维洛夫认为水稻仅仅起源于印度的说法。
2．印度支那—印度尼西亚起源中心是爪哇稻和芋的初生基因中心。
这里还具有丰富的热带野生植物区系。
3．澳大利亚中心除美洲外，这里也是烟草的初生基因中心之一。
并有稻属的野生种。
4．印度斯坦中心 起源的作物有稻、甘蔗、绿豆、豇豆等，还有许多热带果树。
5．中亚细亚中心 该中心起源的作物有小麦、豌豆等。
6．近东起源中心 起源的作物有栽培小麦、黑麦等。
7．地中海中心 从许多作物品种和种群组成来看，这里是次生起源地，很多作物在此区被驯化，如燕麦、甜菜、亚麻、三叶草、羽扇豆等属的种。
8．非洲中心 起源的作物有高粱、棉、稻等属的种。
此中心对世界作物影响很大，许多作物起源于非洲。
9．欧洲—西伯利亚中心起源的作物有二年生的糖用块根和饲用甜菜、苜蓿、三叶草等。
10．南美洲中心起源的作物有马铃薯、花生、木薯、烟草、棉、苋菜等。
11．中美洲—墨西哥中心起源的作物有甘薯、玉米、陆地棉等。
12．北美洲中心该中心驯化的主要作物有向日葵、羽扇豆等。
目前，许多学者仍在继续探索，如小麦就有可能起源于中国。
但不论作物起源于哪个中心，其地理上均有两个特点：
一是多在热带、亚热带或温带；二是起源地多是山地。
二、作物的传播
各种作物均有其自己传播后代的方式，有的借自然力，如风力传播、水流传播等；有的借自力作用传播，如果实成熟后炸裂将种子散出，或以地下茎或匍匐枝向四周伸展等，但这种传播距离极为有限、数量也较少；有的则依靠动物的活动，如动物驭运植物至异地或动物吃植物后的迁移活动，将未消化的植物种子、果实等随粪便排到异地。
而更多地则依靠人类的活动，如人们引种及其它活动如民族迁移、贸易、战争、传教、探险、外交活动等，使作物迅速传播。
栽培作物的传播于史前时期即已开始。
据考证，通过人类活动传播某种作物的途径或通过陆路或通过海路，或通过海路和陆路相结合的路径进行传播，无论哪种方式或途径，均使起源中心的作物逐渐向世界各地传播和栽培。
如普通小麦发源于近东，新石器时代由于民族大迁移，将小麦向西传播到欧洲，以后进一步远传到非洲北部，15世纪末，从西班牙经海路传入印度群岛，18世纪英国移民者将小麦引入澳大利亚。
起源于中国的栽培稻，以云南高地为中心呈放射状，沿着大河川的河谷及河谷之间的小路漫长曲折地向东、向南、向西传播。
约公元前一、二世纪向东传到日本，在公元前1千年以前向南传至菲律宾。
玉米则由美洲传到西班牙，再扩展到欧洲、非洲，16世纪30年代又由陆路从土耳其、伊朗和阿富汗传入东亚，另外又经非洲好望角传到马达加斯加岛、印度和东南亚各国。
传入我国的途径可能由西班牙到麦加再经中西亚传入我国西北部和内陆，也可能从麦加传入印度和我国云南、贵州、四川等地，再向北、向东传入各省。
甘薯是16世纪由美洲传入西班牙的，17世纪在西班牙扩大种植。
16世纪西班牙人将甘薯传播到东方的马尼拉、摩鹿加和印度尼西亚等地。
明朝万历28年（1594），首次从吕宋经海路传到中国的福建，后又由陆路经越南传到广东。
栽培作物通过传播、交流，有些作物在新的地区比原产地生长更好，发展更快。
如大豆原产于中国，但现在北美洲面积最大，单产最高；花生原产于南美，现在种植面积最大的是印度和中国；马铃薯原产南美，现在已成为东欧、中国重要的粮食作物之一。
第二节作物的分类
目前世界上栽培的作物种类、品种繁多。
广义的作物包括粮、棉、油、麻、烟、糖、茶、桑、果、菜、药、杂（草坪、花卉、瓜类、饲料作物等）等十二大类，狭义的作物主要指大田大面积栽培的农作物，一般称大田作物或庄稼。
加上人类长期培育和选择，品种则更多，仅目前我国就收集保存着各种作物品种资源材料20多万份。
为了便于比较、研究和利用，有必要对不同的作物进行分类。
有关大面积栽培的作物常见的分类方法如下。
一、植物学分类
即按植物科、属、种分类，一般用双名法对植物进行命名，称为学名。
例如小麦属禾本科，其学名为TriticumaestivumL.,第一个字为属名，第二个字为种名，第三个字为命名者的姓氏缩写。
这种分类对了解和认识作物的植物学特征的异同以及研究其器官发育有重要意义。
常见作物的学名见表2-1。
表2-1常见作物中名、学名、英文名对照表
中名
学名
英文名
主要用途
禾本科Gramineae
稻
OryzasativaL.
Rice
子实食用
小麦
TriticumaestivumL.
Wheat
子实食用
大麦
HordeumsativumJess.
Barley
子实食用、饲用
黑麦
SecalecerealeL.
Rye
子实食用
燕麦
AvenasativaL.
Oat
子实食用
玉米
ZeamaysL.
Corn（Maize）
子实食用、饲用
高梁
Sorghumbicolor（L）Moench
Sorghum
子实食用、饲用
黍（稷）
PanicummiliaceumL.
Prosomillet
子实食用
粟
SetariaitalicaL.
Foxtailmillet
子实食用
薏苡
CoixlacrymajobiL.
Joba-tears
子实食用
甘蔗
SaccharumofficinarumＬ.
Sugar-cane
榨糖
蓼科Polygonaceae
荞麦
FagopyrumMill
Buckwheat
子实食用
豆科Leguminosae
大豆
Glycinemax（L.）Merr.
Soybean
种子油用、食用
花生
ArachishypogaeaL.
Peanut
种子油用、食用
蚕豆
ViciafabaL.
Broadbean
种子食用
豌豆
Pisumspp.
Gardenpea
种子食用
豇豆
Vignaspp.
Commoncowpea
种子食用
饭豆
PhaseoluscalcarausRox.
Ricebean
种子食用
绿豆
PhaseolusaureusL.
Mungbean
种子食用
紫云英
AstragalussinicusL.
ChineseMilkvetch
全株绿肥、饲料
苜蓿
MedicagosativaL.
Alfalfa
全株绿肥、饲料
田菁
SesbaniacannabinaPers.
Sesbania
全株绿肥
草木樨
Melilotusspp.
Sweetclover
茎叶绿肥
旋花科Convolvulaceae
甘薯
IpomoeabatasLam.
Sweetpotato
块根食用
薯蓣科Dioscoreaceae
山药
DioscoreabatatasDecne.
Chineseyam
块根食用
天南星科Araceae
芋
Colocasiaantrquorumsschott.
TaroDasheen
球茎食用
茄科Solanaceae
马铃薯
SolanumtuberosumL.
Potato
块茎食用
烟草
NicotianatabacumL.
Tobacco
叶、制烟
锦葵科Malvaceae
棉花
Gossypiumspp.
Cotton
种子纤维、纺织用
红麻
HibiscuscannabinusL.
Kenaf
韧皮纤维用
苘麻
AbutilonavicennaeGaertn.
Chinajute
韧皮纤维用
椴树科Tiliaceae
黄麻
Corchorusspp.
Jute
韧皮纤维用
荨麻科Urticaceae
苎麻
Boehmeriaspp.
Ramie
韧皮纤维用
大麻科Cannabinaceae
大麻
CannabissativaL.
Hemp
韧皮纤维用
亚麻科Linaceae
亚麻
LinumusitatissimumL.
CommonFlax
韧皮纤维用
龙舌兰科Agaraceae
剑麻
Agavesisalinaperr.
Sisal
叶、纤维用
芭蕉科Musaceae
蕉麻
MusatextilisNess.
ManilaHemp
叶、纤维用
十字花科Cruciferae
油菜
Brassicaspp.
Rape
种子油用
胡麻科Pedaliaceae
芝麻
SesamumindicumDC.
Sesame
种子油用、食用
菊科Compositae
向日葵
HelianthusannusL.
Sunflower
种子油用
菊芋
H．TuberosusL.
Jerusalemartichoke
块茎食用
大戟科Euphorbiaceae
木薯
ManihotutilissimaPohl.
Cassava
块茎食用
藜科Chenopodicea
糖甜菜
BetavulgarisL.
Sugarbeet
块根糖用
二、根据作物的生物学特性分类
（一）按作物感温特性分类
可分为喜温作物和耐寒作物。
喜温作物在全生育期中需要的积温都较高，生长发育的最低温度为10℃左右，最适温度为20～25℃，最高温度为30～35℃，如水稻、玉米、高粱、甘薯、棉花、烟草、甘蔗、花生、粟等。
耐寒作物全生育期需要的积温比较低，生长发育最低温度在1～3℃左右，最适12～18℃，最高26～30℃，如小麦、大麦、马铃薯、黑麦、油菜、蚕豆等。
（二）按作物对光周期反应特性分类
可分为长日照作物、短日照作物、中日照作物和定日照作物。
凡适宜在日长变长时开花的作物称长日照作物，如麦类作物、油菜等。
凡适宜在日长变短时开花的作物称短日照作物，如水稻、大豆、甘薯、棉花、烟草等。
开花与日长没有关系的作物称中日照作物，如荞麦、豌豆等。
定日照作物要求有一定时间的日长才能完成其生育周期，如甘蔗的某些品种只有在12ｈ45min的日长条件下才能开花，长于或短于这个日长都不开花。
（三）按作物对二氧化碳同化途径分类
可分为C3作物、C4作物和CAM（景天酸代谢）作物。
C3作物光合作用最先形成的中间产物是带三个碳原子的磷酸甘油酸，其光合作用的CO2补偿点高，有较强的光呼吸，如水稻、麦类、大豆、棉花等。
C4作物光合作用最先形成的中间产物是带四个碳原子的草酰乙酸等双羧酸，其光合作用的CO2补偿点低，光呼吸作用也低，在强光高温下光合作用能力比Ｃ３作物高，如玉米、高粱、甘蔗等。
ＣＡＭ作物，除凤梨科外，仅有龙舌兰麻、菠萝麻等少数纤维作物，但在花卉植物中却很多。
三、根据作物用途和植物学系统相结合分类
（一）粮食作物
1．禾谷类作物属禾本科，主要作物有稻、小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉米、高梁、粟、黍（稷）、薏苡等。
蓼科的荞麦因其籽实可供食用，习惯上也列入此类。
一般将稻谷、小麦以外的禾谷类作物称为粗粮。
2．豆类作物或称菽谷类作物属豆科，主要作物有大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、红小豆（赤豆）、饭豆等。
除大豆以外的几种作物又称杂豆类作物。
3．薯类作物或称为根茎类作物植物学上的科属不一。
主要有甘薯、马铃薯、木薯、豆薯、山药（薯蓣）、菊芋、芋、蕉藕等。
（二）经济作物或称工业原料作物
1．纤维作物包括粒用纤维、韧皮纤维和叶用纤维三大类。
主要有棉花、黄麻、红麻、苎麻、亚麻、大麻、蕉麻、龙舌兰麻、苘麻等。
2．油料作物主要作物有油菜、花生、芝麻、向日葵、胡麻、苏子、红花、油茶、油棕、油椰、甘蓝等食用油料作物和蓖麻、油桐等工业用油料作物。
此外，大豆也可列为油料作物。
3．糖料作物主要有甘蔗、甜菜等。
4．嗜好类作物主要有烟草、茶叶、咖啡、可可等。
5．其他作物主要有桑、橡胶、香料作物（如薄荷、留兰香等）、编织原料作物（如席草、芦苇）等。
（三）饲料及绿肥作物
主要有苜蓿、苕子、紫云英、草木樨、水葫芦、水浮莲、红萍、绿萍、三叶草、田菁等。
（四）药用作物
主要作物有三七、天麻、人参、黄连、贝母、枸杞、白术、白芍、甘草、半夏、红花、百合、何首乌、五味子、茯苓、灵芝等。
以上有些作物可以有几种用途，例如玉米可食用，又可作优质饲料；马铃薯可作为粮食，又是蔬菜和加工原料；大豆可食用，又可榨油；亚麻既是纤维，种子又是油料；红花种子是油料，其花是药材。
因此上述分类不是绝对的，同一作物，根据需要可划分为不同的类型。
此外，还有按作物播种季节分为春播（夏播）作物和秋播（冬播）作物。
按收获季节分为夏熟作物和秋熟作物。
按播种密度和田间管理可分为密植作物和中耕作物等。
第三节作物的分布和我国种植业分区
一、作物的分布
（一）作物的分布与环境
作物的分布是指作物通过扩散，并在不同地理区域位置上种植后的空间配置情况。
作物的分布与作物的生物学特性、气候土壤条件、社会经济条件、生产技术水平、人们的习惯和社会需求状况等各种因素有关，但主要还是受自然生态环境的制约。
当作物分布和生长在不同的环境里，由于受到不同环境的影响，在其形态结构和生理生化特性上会发生改变，那些最能适应的变异有机体被保留，由此形成新的类型和品种，产生生活型和生态型的变异。
不同作物生长在相同的环境条件下，形成具有相似特征的结构和生物学特性，称为生活型，如水生植物、陆生作物等。
同一作物不同品种长期生长在不同的环境条件或人工选择条件下，形成不同的生态型，包括气候生态型、水分生态型、土壤生态型等等。
例如大豆是短日照作物，由于长期分布生长在地理纬度不同的地区，形成一些对日照反应不同的类型。
在长日照的北方形成了短日性弱的品种，而日照短的南方，形成了短日性强的品种。
（二）作物的分布
全世界种植作物的种类繁多，分布遍及全球。
粮食作物中以谷物的生产面积最大，分布最广，占世界粮食作物总面积的2/3以上；中国的谷类作物占其农作物播种总面积的2/3以上。
谷物中又以小麦、水稻和玉米为最多，号称世界三大作物；其次是大豆和蔬类。
经济作物中以棉花和油菜为最多；其次为甘蔗和甜菜；烟草和苎麻及黄麻类纤维为最少。
中国各大作物种植面积依序为水稻、小麦、玉米、薯类、大豆、油菜、花生、棉花、烟草、甘蔗、甜菜和麻类（表2-2、表2-3）。
小麦喜冷凉湿润气候，营养丰富、品质好，适宜制作各种食品，深受人们的喜爱。
全世界小麦面积最大，主要分布于亚洲、北美洲和欧洲，占世界小麦面积的86.9%；其中又以印度、中国、俄罗斯和美国分布为最多，占世界小麦面积的45.8%。
中国小麦种植分南方冬麦区、北方冬麦区和北方春麦区，广泛分布于6大行政片区，面积大小顺序为华东、华南、华北、西北、西南和东北。
分布最多的省市是河南和山东，河北、江苏、安徽、四川、陕西、甘肃和湖北也有较大面积分布。
水稻是高温短日照作物，营养丰富，粗加工简单，适口性好，成为世界上第二大粮食作物。
由于受积温、降雨和灌溉的影响，目前主要分布于亚洲尤其是东南亚国家，占全世界水稻面积的90%；其中以印度面积为最大，其次为中国，再次为印度尼西亚、孟加拉和泰国，上述5个地区水稻面积占全世界水稻面积的70%左右。
其次为非洲和南美洲，欧洲和大洋洲种植较少。
中国水稻种植南方主要为籼稻，北方主要为粳稻。
广泛分布于6大行政片区，其中以华东、华南为最多，占全国面积的74.9%；次为西南地区，华北和西北最少。
面积较大的省市有湖南、江西、广东、江苏、广西、湖北、四川、安微和浙江。
其中湖南达3984.47khm2为最多。
玉米是高产的C4作物，又是营养丰富的优质饲料作物，有“饲料之王”的美誉。
玉米主要分布于亚洲和北美洲，占世界玉米面积的59.4%；次为非洲，再次为欧洲和南美洲，大洋洲分布最少。
其中以美国面积为最大，其次为中国，再次为巴西。
上述3国玉米面积占全世界玉米面积的46.5%。
中国玉米主要分布于自东北黄淮海平原至西南的一条狭长型的地带上，主产区为华北和东北地区，华北和东北玉米面积则占全国面积的47.2%。
主要分布于山东、河北、黑龙江、吉林、河南，辽宁和内蒙古。
薯类作物包括甘薯和马铃薯，薯类作物其块根块茎内含有丰富的淀粉及维生素，是贫困山区农民的主食和主要饲料作物，也是重要的工业原料作物。
甘薯喜温，主要分布于亚洲和非洲，马铃薯喜凉，主要分布于亚洲、欧洲和美洲，中国是薯类的最大生产国，其次为尼日利亚，俄罗斯居第三。
３个国家的面积占全世界薯类面积的39.5%。
中国甘薯主要分布于南方，马铃薯主要分布于东北、西北和西南地区。
其中以四川面积为最大，占全国薯类面积的12.4%。
此外分布较多的省市有重庆、贵州、河南、内蒙古、安微和山东。
表2-2世界主要农作物的面积分布单位：
khm2
作物
世界总计
亚洲
非洲
北美洲
南美洲
欧洲
大洋洲
谷物
675634
318095
8998
91535
34599
124993
16424
小麦
215180
96765
8532
32785
8121
57432
11545
稻谷
153458
137272
7707
1993
5712
620
155
玉米
137549
41210
25392
40473
17619
12776
79
大豆
73553
16866
904
30921
23610
1199
52
薯类
51494
17650
19475
1283
3663
9150
273
棉花
32114
19452
4679
5387
1580
527
487
油菜籽
26845
14792
172
5448
47
4871
1514
黄麻类
1944
1867
22
16
16
21
/
烟叶
4216
2772
380
346
428
287
3
甘蔗
19368
8664
1402
2854
5965
1.2
480
甜菜
6236
1217
88
575
48
4306
/
蔬菜
41616
28294
4396
2358
1340
5055
173
（据FAO，2000）
表2-3中国主要农作物的面积分布（1999）单位：
khm2
作物
总计
华北
东北
西北
华南
西南
华东
谷物
91616.86
12780.29
11233.4
7730.86
22293.7
12962.9
17536.28
稻谷
31283.56
357.8
2581.6
308.16
12115.24
4616.6
11304.16
小麦
28854.26
4898.21
1173.5
4151.06
6123.77
3724.3
8782.52
玉米
25903.94
5524.4
6705.2
2252.67
3724.39
3767.5
3929.1
薯类
10354.65
1350.28
546.4
1033.32
2408.8
3127.4
1888.45
大豆
7961.66
1466.3
2666.9
443.3
1362.5
466.0
2552.92
棉花
3725.57
327.72
6.90
1054.6
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