作物（crop）
直接或间接为人类需要而栽培的植物。“作物”一词由日语转借而来,在中国古籍中则称“禾稼”或“谷” 。古代有所谓“五谷”、“六谷”、“九谷”、以至“百谷”之称,其中谷的含义不断发展,由稻、黍稷、麦、菽，逐步扩大到麻类、瓜果、蔬菜乃至所有栽培植物。中国农业文献中自20世纪初开始引用“作物”一词，今已普及，俗称“庄稼”。
曾为人类栽培利用过的植物约有2000种以上，但现在常见的大面积栽培的农作物仅30余种。其余种类繁多的蔬菜类、瓜果类、观赏类植物，有时还包括木本植物中的果树，通常在较小面积上用集约方法栽培，称园艺作物。随着人类需要的发展，除传统作物以外，可以用作食物、饮料、药物以及各种工业原料的植物日益增多，也已大都被纳入作物的范畴。各种牧草和绿肥，虽然不能直接供人类消费，但由于它们对畜牧业和种植业的发展十分重要，现在也已大多成为栽培作物。
起源和传播 野生植物被驯化栽培成为作物大约有10000 年左右的历史。最初被人类栽培利用的植物物种，经过长期有意识或无意识的选择和隔离，形成了许多比原始种更适合人类需要的品种和类型。如以现在的栽培稻、粟、玉米和栽培大豆分别与它们的野生祖先野生稻、狗尾草、墨西哥类蜀黍和野生大豆相比，彼此的外形与实用价值都已有很大区别，分类学家也将它们区分为两个不同的物种。但实际上它们的亲缘关系很近，染色体数目甚至染色体组都相同，相互杂交很易结实。不过前者经过了人类的培育与选择，后者仍处于野生状态而已。当然，现有栽培品种形成的途径不尽相同。如亚麻的纤维用和油用两个类型均系由野生灰亚麻通过人工选择而分化成的；向日葵可能由多种野生向日葵杂交形成。有些作物则是人类利用天然形成的异源多倍体驯化而成，如世界上栽培面积最大的普通小麦就是由 3种二倍体小麦（或山羊草）合成的六倍体；陆地棉也是由亚洲棉或草棉与秘鲁棉天然合成的异源四倍体。各种作物各有不同的来源与形成途径，但迄今并未全部了解清楚。
关于世界上栽培作物起源的地理位置和传播过程，植物学家们的见解不一。一般认为全世界有12个作物变异中心,每种作物即起源于其中一个或几个中心,或由原生起源中心产生的次生起源中心(见作物起源中心学说)。从起源中心出发，作物又由于各种因素而不断向外传播。除水力、风力等自然原因外，如中国、埃及、希腊、罗马、波斯等古代文化中心的兴起及其影响范围的扩大,不同地区之间的贸易往来,以及战争和民族迁移等,都加速了各地所产不同作物的相互传播。近代交通事业和国际间经济交往的发达，尤其为作物的传播增加了机会。哥伦布在15世纪到达美洲，对于结束新旧两大陆之间的长期隔绝状态，沟通许多作物物种之间的交流，改变世界农业生产面貌，起了重要作用。现在具有重要经济意义的许多作物已经散布到全球可能栽培的地方，并形成了新的已远离其原生起源地的生产中心。
分布 作物由于长期适应原产地自然环境的结果，在栽培过程中对温度、 光能、水分等条件有一定要求，由此而制约着作物在世界不同地区的分布。
从温度条件看，全世界 4种不同的温度地带都各有与之相适应的作物种类。①寒温带。有春小麦、春大麦、春燕麦、黑麦、粟、黍稷、马铃薯、豌豆、蚕豆、亚麻、甜菜等；②温带。有冬小麦、冬大麦、粟、高粱、大豆、蚕豆、菜豆、油菜、向日葵、大麻等；③亚热带。有水稻、玉米、高粱、甘薯、大豆、菜豆、油菜、花生、芝麻、油桐、桑、茶、棉、黄麻、红麻、苎麻等；④热带。有水稻、甘薯、木薯、花生、海岛棉、咖啡、可可、橡胶树、油棕、黄麻等。但这种适应性也不是绝对的。有些作物由于遗传基础的变异,经过天然或人为的选择,也能改变其本性。如水稻、玉米、高粱本为喜温作物，通过多年在高纬度地区生长，可以产生生育期短、耐寒力强的品种，能在北纬50°、南纬40°处栽培。甘薯、棉花、苎麻的一些品种也可引种到北纬40°，木薯可引种到北纬25°。同时有些本来适于寒温带的作物，如麦类，也可在低纬度地区利用冬季时节或在高海拔地区栽培。但作物适应性变化的范围不能超过一定限度，否则将生长不良或不能成活。
从作物生长发育对光周期的反应看，大致可分为长日照作物和短日照作物两类。前者在生长期间的某个阶段每天所需光照时间较长，一般须超过无光照时间才能完成生殖生长而形成花芽。若光照时间不足，生殖生长就会减缓而推迟开花结实；反之则能促进生殖生长。这类作物多为适于北方生长的麦类、亚麻、甜菜、马铃薯等。短日照作物生长过程中的某个阶段每天所需黑暗时间须超过有日照时间才能形成花芽，黑暗时间延长可促进生殖生长；而光照时间延长只能促进营养生长。一些春播秋熟作物如水稻、玉米、高粱、大豆、大麻等属于这一类。各种作物所要求的这种特定光照条件，也为其适应和分布的范围规定了限度。其中有些作物由于长期异地栽培，也分化出一些对光照不敏感的早熟品种。至于一些生育期短的作物如荞麦、绿豆、菜豆等，一般对光照期反应迟钝，只要在温度许可范围内，在任何地区都能发育成熟，是属于光照中性作物。
不同的作物有不同的耐旱能力，一般可以用标志蒸腾力大小的蒸腾系数表示。蒸腾系数小的作物，如粟、黍稷、高粱、玉米、大麦、黑麦、花生、向日葵等，一般比较耐旱；而蒸腾系数大的作物如薏苡、燕麦、荞麦、大豆、蚕豆、豌豆、油菜、黄麻等则耐旱力较差。有些作物如水稻不仅喜湿，其根系且可浸在水中而无碍生长。至于小麦、马铃薯、甘薯、甘蔗、甜菜、芝麻、棉花等则属于“干湿中间类型作物”。
此外，作物对土壤酸碱程度的不同敏感性，也与其分布地区有关。大致高粱、苏丹草、田菁、苜蓿、向日葵、甜菜等较能耐盐碱；而稻、燕麦、黑麦、荞麦、马铃薯、甘薯、茶等则较能耐酸。大多数作物适宜于中性土壤。
生命周期 作物有不同的生命周期。一般草本作物从春季播种萌发到秋季成熟收获，其全生命周期在一个年度内完成的，称为“一年生作物”。有些作物如冬小麦、冬大麦等秋季播种后须经过低温的冬季到第 2年夏季成熟的，称为“越冬一年生作物”或“越年生作物”。有些作物如甜菜、菠菜、白菜、萝卜等,第1年播种后当年完成营养体生长，必须经过一个冬季到第 2年才开花结实的，为“二年生作物”。还有如苎麻、苜蓿、甘蔗、除虫菊、菠萝等的生命周期延续3年以上,每年除收获地上部分外，其地下部的根芽或根状茎可连续生长并可用以进行营养体繁殖的，为“多年生作物”，多生长在亚热带或热带。有的作物如棉花、蓖麻，在温带为一年生，在热带则可成为宿根性多年生作物。至于茶、桑、果树等木本植物，则都属多年生作物。
繁殖 分有性繁殖与无性繁殖两种类型：①有性繁殖。指作物开花结子，利用种子传代。其中，有的作物可自花传粉，即雌雄蕊在同一朵花内，自交结实，其异交率在1～5％左右的称自交作物，若达到10～15％的则为常异交作物。有的为异花传粉。雌雄花异株或虽同株但雌雄蕊不在同一花内；也有雌雄蕊虽在同一花内，但由于形态上、时间上和生理上的限制,自花传粉困难,须通过风媒、虫媒，这类作物属于异交作物（见传粉和受精）。②无性繁殖。利用营养器官进行繁殖。块根、块茎、根茎、球茎、鳞茎、地上茎等均为无性繁殖体。繁殖方式有扦插、压条、分株、嫁接等（见植物繁殖）。
分类 作物有不同的分类方法，按用途兼顾植物学的分类法为农业上所习用（园艺作物的分类见蔬菜和蔬菜生产、果树和果品生产。大田作物按用途常可区别为食用、工业原料用和饲用 3大类；各类再分为若干亚类。但由于同一种作物常有多种用途，一般只按其主要用途来划分。
谷类作物 也称粮食作物。以收获成熟果实为目的，经去壳、碾磨等加工程序而成为人类基本食粮的一类作物。极大多数属禾本科，如稻、麦类、玉米、高粱、粟类、薏苡等。但蓼科的荞麦、藜科的藜谷(Chenopodiumquinoa)以及苋科的苋谷(Amaranthus caudatus)等,因其用途与禾本科粮食作物相似,通常也归入谷类作物,或名为假谷类。谷类作物的子实一般含淀粉70％以上、蛋白质10％左右，并有适量的脂肪和维生素，为食物中热量的主要来源，且因易于种植、运输和贮存，是历史上最早驯化、当前栽培面积最大的作物。1982～1984年全世界谷类作物的栽培面积达7亿公顷以上,占耕地总面积的52％。谷类作物除主要用作粮食外，子粒及碾制时筛选出的糠麸，可做精饲料；秸秆经过粉碎，可做粗饲料，鲜茎叶则可作青饲或青贮。子实还可用以酿酒，大麦芽可制饴糖。有些子实胚部富含脂肪，利用分离出的玉米胚和稻米糠麸，均可提炼优质食用油。稻、麦、玉米等的茎叶还可用以编制各种日用品和工艺品。
豆类作物 属豆科。以收获成熟子粒为目的的一类作物。主要有大豆、花生、蚕豆、豌豆、菜豆、鹰咀豆、绿豆、饭豆、滨豆等。中国为栽培豆类最丰富的国家之一。豆类成熟子粒中的蛋白质含量高于其他作物，如大豆可达40％，其他豆类也均在20～30％左右，为禾谷类子粒蛋白质含量的 2～4倍。豆类蛋白质包含8种动物必需的氨基酸，在禾谷类种子中含量很少的赖氨酸、精氨酸、缬氨酸和异亮氨酸,在豆类中都较丰富,可直接食用或用以加工成各种豆制品。大豆、花生等的子实富含脂肪，是人类所需植物脂肪的重要来源。豆类的茎叶不论作干饲料或青饲料，都具有很高的营养价值。大豆、花生榨油以后产生的豆饼或粗粉，除可作为精饲料外，还可精制成浓缩蛋白。此外，由于与豆类作物共生的根瘤菌能固定空气中的游离氮，同时豆类的圆锥根吸收土壤深层养料和水分的能力优于谷类作物，种植豆类作物或用以同禾谷类作物轮作、间作，还有充分利用和培养土壤肥力的作用。
薯类作物 以收获富含淀粉和其他多糖类物质的膨大块根、球茎或块茎为目的的一类作物。有旋花科的甘薯，茄科的马铃薯，大戟科的木薯，薯芋科的薯芋、山药、大薯,天南星科的芋、紫芋、蒟蒻,菊科的菊芋、豆科的豆薯，美人蕉科的蕉藕等。这类作物的地下根茎膨大，由薄壁细胞所组成，以贮存淀粉为主,包括2％左右的蛋白质和一些维生素。除豆薯用种子繁殖外，其余均用根、茎繁殖。对逆境和病虫害抵抗能力强，易于栽培，产量高。因钾能促进淀粉的合成和积累，施肥时重视钾在三要素中的配合常有利于增产。薯类除供食用和饲用外，工业上是制淀粉、葡萄糖、糊精、合成橡胶和酒精的原料。茎叶和加工后的粉渣则是富含养分的饲料。鲜薯块一般含水分达80％左右，运输和贮藏受到一定限制，因此收获后需及时切片晒干，以便贮存。
纤维作物 以收获纤维为主要目的的一类作物。可按形成纤维的组织、器官分为：①种子纤维。如锦葵科的棉花，其纤维系由胚珠的表皮细胞延伸而成，是最主要的纺织原料。②韧皮纤维。如各种麻类的纤维，系由茎部的韧皮层形成。其中荨麻科的苎麻、亚麻科的亚麻和夹竹桃科的罗布麻等的纤维长而整齐，质地柔软，含木质素少，可用以纺织优良麻织品；大麻科的大麻、田麻科的黄麻、锦葵科的苘麻、红麻和豆科的柽麻等因纺性较差，多用以制作粗麻布、麻袋、地毯、麻绳等。③叶纤维。多为热带单子叶植物，如龙舌兰科的剑麻、番麻，芭蕉科的蕉麻，凤梨科的凤梨等。其叶鞘或叶部的维管束纤维粗硬，不能供纺织用，但拉力强、耐湿、耐盐、耐磨，可用以编制各种粗绳索，在航海、采矿、铁路运输上用途很广。棕榈科的棕榈则可做垫、刷与簑衣等。其他如莎草科的茳芏、碱草、藨草、灯心草科的灯心草,禾本科的芦苇、芨芨草等,其叶纤维也可供编织等用。以上各种纤维还均可用作造纸原料。④木纤维。主要来自木本作物，常用以制造优质纸张。
油料作物 以收获含油器官榨油为目的的一类作物。除豆类作物中子实富含油脂的花生、大豆等兼为重要的油料作物外,还包括十字花科的油菜、芥菜、油萝卜,胡麻科的芝麻,菊科的向日葵、红花,亚麻科的胡麻，唇形科的紫苏、白苏,大戟科的蓖麻等。锦葵科的棉花,其子仁也含有很丰富的油脂和蛋白质。木本植物如油茶、胡桃、油橄榄、油棕、油桐和乌桕等，有时也列为油料作物。各种作物种子的含油量不同，如大豆含量为20％左右,油菜、向日葵、胡麻、油茶、红花等为40％左右,芝麻、花生、蓖麻、油桐、乌桕等为50％左右，椰子、油棕种子的含油量则可高达60％。种子经过提取油脂后的饼渣，尚含蛋白质和其他营养物质。除油菜籽饼中含有硫化葡萄糖苷、蓖麻子饼中含有蓖麻碱和蓖麻白朊等有毒成分不能直接饲喂牲畜外，大多可用作优质饲料。
糖料作物 以收获植物体的含糖部位供工业上制糖用的作物。糖分在植株上存贮的部位因作物而异，如甘蔗、芦粟、糖槭在茎部，甜菜在根部，糖棕在花部，其成分主要是蔗糖、葡萄糖和果糖。世界栽植最普遍的工业制糖原料，在低纬度地区为甘蔗，在高纬度地区为甜菜，含糖量均在15～20％左右。制糖的副产品糖蜜和残渣，可作酒精或其他化工产品的原料。蔷薇科的悬钩子和菊科的甜菊，叶部含高甜度物质糖苷──双苷配糖体，其甜度为蔗糖的300倍,可作甜味剂和糖尿病患者的辅助药剂。
饮料作物 收获物中含有一定量的咖啡因，用作饮料时对人体有兴奋作用的一类作物。茶的嫩叶可制成茶叶，咖啡、可可的子实经加工后可制成饮用品。梧桐科的可乐果,种子中咖啡因含量达2％,为很强的兴奋剂,系制造可口可乐汽水的原料。此外有大麻科的蛇麻，俗名啤酒花,可做制啤酒时的添加物，本身不含咖啡因,但其花序所含蛇麻香脂腺分泌的挥发油、苦味素、树脂和单宁，能使啤酒具有芳香而略带苦味，故也可归入此类。
调料作物 能产生芳香或具辛辣味的挥发性物质的一类作物。多用作食品的辅料，以促进人的食欲。主要的有蘘荷科的姜，百合科的葱、蒜，茄科的辣椒，十字花科的芥菜种子，伞形科的茴香等。木本植物如芸香科的花椒，胡椒科的胡椒、樟科的肉桂,八角科的八角,桃金娘科的多香果等也有此用途。
染料作物 在合成染料未普遍应用前，染料的来源主要取自植物。中国的传统染料，蓝色的主要原料为蓼科的蓼蓝叶,豆科的槐蓝叶;紫色主要为紫草科的紫草根；红色主要为菊科的红花花冠和茜草科的茜草根等。在欧洲则常用十字花科的菘蓝叶染蓝色，用木蓝草科的木蓝草叶染深黄色，用千屈菜科的散沫花枝叶染橙色，用蘘荷科的郁金块茎染橙红色等。
橡胶作物 此类作物含有白色液体乳胶，名橡浆。其成分为水、碳氢化合物、树脂、油脂、蛋白质、糖和生橡胶，凝固后成为弹性、韧性很强的橡胶。橡浆对植物本身的作用尚不太明了，可能有愈伤作用，但对人类却有很大价值，是重要的工业原料。已经广为栽培的木本橡胶作物主要有大戟科的橡胶树，桑科的巴拿马橡胶树和印度橡胶树。草本有菊科的橡胶草和橡胶菊等。在美洲热带还有一种糖胶树，所产生的糖橡胶可制口香糖。
药用作物 是含有各种生物碱和苷类等有机化合物，可用以治疗各种人、畜疾病的栽培植物（见药用植物）。
饲料与绿肥作物 人工栽培以喂养畜禽的称饲料作物（见牧草）。栽培后在生长繁茂时期翻入或割沤，用以增加土壤肥力的为绿肥作物（见牧草）。
芳香作物 具有烃类的萜和氧化、硫化油成分，挥发到空气中呈芳香气味的作物，可用以制造化妆品、食品或熏制茶叶（见芳香植物）。
作物营养与施肥植物鲜体一般含有75％以上的水分，余下的干物质主要由碳、氢、氧、氮和灰分组成，它们在植物体内平均占干重的45％、42％、6.5％、1.5％和5.0％。
植物的必需营养元素
人类经从1640年，万·海尔蒙特的小柳树盆栽试验起，经过近三个半世纪的探素，于20世纪50年代(1954年)终于弄清了植物生活所必需的营养元素。
所谓植物必需营养元素，是指对植物来讲生长发育过程中不可缺少的。如果缺少了，植物就不能完成其生长周期(由种子萌发经生长、发育到最后结出种子)。1939年美国两位植物生理学家提出了鉴定必须营养元素的三条标准。这三条标准是：
①对植物不供给这种元素，便不能完成其生活周期(或称为生命循环)。
②这种元素在植物生长中的作用，没有别的元素可以代替。
③这种元素对植物起直接营养作用，而不是间接改善环境的作用。
依据上述标准科学家确定植物必需的营养元素有16个，它们是：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯。
由于这些元素在植物体内含量差别较大，人们把这16种元素分成两部分为：大量元素和微量元素。
当元素的养分含量在百分之几十到千分之几范围时，称之为大量元素，当含量在千分之几以下到十万分之几时称微量元素。
大量元素9种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫
微量元素7种：铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯。
按施肥常用的情况分为：
大量元素肥料：氮、磷、钾肥
中量元素肥料：钙、镁、硫肥
微量元素肥料：铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯肥
碳、氢、氧三个元素在作物体中的含量虽然在90％左右，来源于空气中的二氧化碳(CO2)和土壤中的水分(H2O)，作物比较容易获得；而氮、磷、钾三个营养元素需要量较多，但土壤中供应较少，往往以肥料的形式加以补充。
