作物生產概論

推薦序I
自　序III

第一章　緒　言1

第二章　農業之重要性與發展3
第一節　台灣農業發展與作物3
第二節　農業之重要性與發展7
第三節　經濟植物與作物8
第四節　植物的用途8
第五節　農業發展9
第六節　作物生產滿足未來所需11
第七節　農業政策12

第三章　作物起源與分類19
第一節　作物起源19
第二節　作物分類23

第四章　作物分布與生產狀況49
第一節　作物生產之特性49
第二節　作物分布50
第三節　全球農業現況56
第四節　氣候變遷下台灣糧食生產之因應74

第五章　農業生態81
第一節　植物相互作用81
第二節　影響生態系統之環境因素83
第三節　農業生態系統與天然生態系統84

第六章　作物生產系統91
第一節　單一種植作物（單作）制度91
第二節　輪作制度92
第三節　輪作之優缺點94
第四節　連續栽種作物（連作）制度96
第五節　連作制度之優缺點96
第六節　複合種植作物（複作）制度97
第七節　單期作與雙期作101
第八節　休耕制度101
第九節　永續農耕制度103
第十節　收穫、乾燥及貯藏107

第七章　作物與水117
第一節　作物細胞之水分生理118
第二節　作物吸收水分之器官124
第三節　水分在作物體內之運輸125
第四節　作物需水量126
第五節　土壤水分的種類與作物生長之關係127
第六節　蒸發散作用131
第七節　水分逆境134

第八章　土壤與植物養分141
第一節　土壤功能141
第二節　土壤組成142
第三節　土壤化學152
第四節　土壤肥力154
第五節　營養吸收164
第六節　耕犁與苗床準備168

第九章　作物種子與播種173
第一節　種子形狀、大小與顏色174
第二節　種子之重要性175
第三節　種子之構造與功能179
第四節　影響種子發芽之環境條件188
第五節　作物播種198
第六節　組織培養與人工種子203

第十章　作物根部205
第一節　根部構造與生長205
第二節　根之起源208
第三節　根系209
第四節　根之功能211
第五節　根部生長範圍214
第六節　影響根部生長之因素215

第十一章　作物莖部與葉部221
第一節　作物莖部221
第二節　作物葉部231

第十二章　光合作用與呼吸作用245
第一節　光245
第二節　光合作用246
第三節　呼吸作用259

第十三章　開花與生殖267
第一節　花之構造267
第二節　花與花序種類270
第三節　影響開花之因素273
第四節　植物生殖與繁殖281

第十四章　作物改良291
第一節　參與改良作物之因子292
第二節　作物改良技術與觀念之演變295
第三節　改良作物之方法297

第十五章　氣候、天氣與作物309
第一節　大氣層309
第二節　天氣組成311
第三節　天氣組成對於作物生長之影響321

第十六章　作物害物與控制331
第一節　昆蟲與蟎類332
第二節　蟲害控制335

第十七章　作物病害與控制343
第一節　引發傳染性疾病之病原體344
第二節　疾病發生之需求346
第三節　疾病發展階段348
第四節　疾病控制350
第五節　非傳染性疾病354

第十八章　雜草與雜草控制357
第一節　雜草分類358
第二節　雜草特性360
第三節　台灣常見之雜草361
第四節　雜草造成之損失363
第五節　雜草控制類型365
第六節　化學性雜草控制370

第十九章　植物荷爾蒙與生長調節劑383
第一節　植物荷爾蒙概念與早期發展384
第二節　其他荷爾蒙之發現385
第三節　植物荷爾蒙之特性、發生與效應386

第二十章　作物產量品質與生產技術403
第一節　作物產量403
第二節　作物生長、分化與發育406
第三節　作物產量器官之形成與成熟410
第四節　作物產品之品質412
第五節　提高作物產量與品質之途徑414
第六節　提高作物生產力未來之方向419
第七節　作物生產之新技術423

第二十一章　永續農業與作物生產427
第一節　永續農業之起源與發展428
第二節　有機農業與化學農業431
第三節　永續性農業之重要性432
第四節　台灣農業環境面臨之問題434
第五節　永續農業之實施方法436
第六節　台灣推行永續農業之可能性442
參考資料447
索　引451

推薦序

　　自然環境對作物生長之影響甚鉅，面對全球氣候變遷與極端氣候事件頻率下，農業生產面臨嚴峻挑戰。為確保國內糧食安全與農業永續經營，未來除應積極維護農業水土資源、推廣旱作管路灌溉與現代化節水設施、推動對地球綠色環境給付、有效農地資源管理、以及建立農業氣象及市場監測資訊等外，亟需戮力尋求調適之道，應用智慧農業技術提升抗逆境能力及調整作物栽培管理模式，以強化我國農業育種體系，提升軟硬體設施，產官學界共同突破瓶頸，使作物生產與利用更有效率，達穩定國內糧食供需的同時更確保農民收益。然而前項調適措施背後，皆仰賴對作物生長特性、栽培管理措施與遺傳育種改良技術等專業知識的瞭解。

　　認識本專書作者國立中興大學農藝學系王慶裕教授已有數十年，王老師自民國七十七年開始任教，專長於作物生產、雜草管理、除草劑抗性生理與茶作、製茶學等，更設立雜草及除草劑研究室，提供國內外教學研究及實務之用。此外，中興大學為全台唯一具備茶園及製茶工廠兩者之國立大學，這也是自己在擔任中興大學主秘時，配合當時的李德財校長指示之重要校務工作之一，藉由參與教育部睿茶平台的計畫，進而規劃「茶作學」、「製茶學與實習」及「茶園健康管理學」等相關茶產業課程，讓紙上談兵的課程有了實際操作的機會，而王教授為第二代茶園之管理者，幾多年來，為了茶園與茶工廠的基礎軟體與硬體建設，以及學生實習，不捨晝夜，特於此表達敬佩與謝意。

　　王教授歷年累積了寶貴的產學經驗，此次撰編《作物生產概論》專書共計二十一章，主要介紹農作物之生產過程，以及如何經由栽培管理措施與以遺傳為基礎，經由育種改良技術提高作物品質與產量等，章節內容皆有深入淺出之介紹，提供台灣國內各農學相關系所學生參考，期待未來再見王教授之其他《茶作學》、《製茶學》、與《除草劑概論》三本專業書籍，廣惠學子。

　　本書付梓之際，很榮幸為王教授寫序，除感謝王教授在農藝學界所作的貢獻外，亦相信本書未來必將成為經典之作，引領更多對農藝或園藝有興趣的學子入門，一同共創台灣農業未來榮景。
 
自序

　　作物生產概論（introductory crop production）課程是台灣國內各農學相關大學科系學生學習作物生產之基本入門課程，此課程安排於大一階段，主要是讓甫進入農學領域之初學者了解人類如何生產農作物（作物），內容涵蓋國內外作物生產概況、作物分類、作物生長特性、作物生長過程、及作物生產制度等；並進一步針對作物所需之養分（肥料）、病、蟲、草害等害物（pest）之管理、及作物生長之環境條件需求加以認識。作物生產除了從栽培管理方面提高作物產量與品質外，如何以遺傳為基礎、經由育種程序改變作物遺傳組成使作物具有優良性狀，更是作物生產過程不可或缺之重要關鍵領域。因此，本書希望將初學者引領入門，逐漸熟悉身為農藝或園藝人員如何從事作物生產工作。此外，對於非農、園藝領域人員也可藉此課程初步了解作物生產領域在做些甚麼工作，使農學相關領域之研究與發展能與作物生產結合，並支援作物生產工作，而共同提升作物生產之品質與產量。

　　本書之內容主要收集各種與作物生產相關之資料、包括編撰者個人多年教學所用教材，以及部分參考編譯自Richard P. Waldren (2008) Introductory Crop Science (6th ed.) 一書內容。由於現今網路資訊發達，本書亦廣納自網路流傳之相關資料，惟有部分資料來源並未註明原出處，因此僅能儘量將相關出處統一列於最末之〈參考資料〉、以及儘量在文中附註資料來源，若有遺珠之憾與疏漏出處，敬請諸方讀者來函指正（cywang@nchu.edu.tw），本人願致由衷歉意，並於再版時進行補遺。

　　本書內容編撰所涉及之專有名詞，為清楚區別台灣本國之官方用語，係採用行政院教育部國家教育研究院（http://terms.naer.edu.tw/）公告之譯名，並列出原文供參考。部分尚未列入公告之譯名，則根據農藝領域慣用之譯名稱之。

　　原為配合大學部與研究所同學畢業後參加國家考試，擬針對歷年國家舉辦之農業類別各級考試之考題，進行解說與重點提示。但經收集相關考題之後，發覺歷年累積之考題內容份量極大，若加上整理出之解答份量，所占篇幅過於龐大。此外，由於歷年本科目考題之出題委員所學專長背景不一，部分考題有其時代背景與偏離「作物生產概論」範疇，因此考慮計畫日後再版時儘量將相關考題之解答酌予編入本書各章節中供為參考。本書自2016年5月開始編撰，於2017年2月完成初稿，教學研究之餘，所能利用之時間極為有限，因此初版編撰未盡完善之處將於再版時修正與補充。本書所引用之圖表，除部分引用原出處之圖表外，為避免抄襲乃由本書作者嘗試自繪或重製，以展示必要之圖示與重點。

　　本書作者於1976年參加大學聯考進入國立中興大學農藝學系學習以來，轉眼之間已逾40寒暑，於今年（2017）也邁入耳順之年。猶記2016年五月間中興大學總圖廣發通知鼓勵本校教師編輯專業書籍，正起心動念之際又接獲新學林出版社主編范琇茹小姐來電與拜訪熱誠邀約，因而決定開始編書工作。編書計畫預計自2017年起陸續出版《作物生產概論》、《茶作學》、《製茶學》、與《除草劑概論》四本專業書籍，之後若有餘力再行編撰散文回憶錄《農藝與我》，回顧學習與教學生涯之點滴，細說興大農藝史。

　　作者雖然才疏學淺，但也不揣淺陋嘗試將《作物生產概論》等書相關內容彙編成冊，供有興趣之入門者參考，若有缺失錯誤尚請諸方農學前輩與先進不吝指正，以期再版時補正。