从无机化合物开始,经过化学进化,出现有机化合物,如蛋白质、核酸和糖类(碳水化合物)等;再经过团聚形成非细胞型生物,如病毒和类病毒;细胞壁产生后,内部原生质进一步变化,逐渐形成菌类和藻类等低等植物以及蕨类和种子植物等高等植物。根据发生方式,植物可分为野生植物和栽培植物。野生植物是自生自灭的一类植物,它有着自己的进化历程。栽培植物是人工培育、管理和繁殖的一类植物,也就是广义的作物。作物一词是由日本转借而来,广义的作物包括农作物、园艺作物(蔬菜作物、药用作物、花卉作物、果树作物)和林作物等所有栽培植物;狭义的作物仅包括粮食作物、经济作物和绿肥饲料作物,也就是在农村中常说的“庄稼”。本书中的作物除了注明的以外均指狭义的作物。它与野生植物不同,受自然和社会的双重影响,并且主要是受社会的影响,所有栽培低等植物和高等植物,由于人的作用,向着与野生植物不同的方向进化。离自然生境越来越远,离人工生境越来越近,越来越不适合自然生存,越来越适合人类需要。芝麻(Sesamumindicum)耽误了“紧三遍”中耕除草,会因草荒而被毁掉。小麦(Triticumaestivum)和水稻(Oryzasativa),不仅要高产,由高秆向低秆品种发展,而且随着高产,又要优质,由低蛋白质含量向高蛋白质含量发展。
自从人类起源以后,原始人在采集野果和菌类食用过程中,开始种植植物。所以,作物是由野生植物演进而来的。至今,在评论和确定作物的原产地时,仍以作物野生种的发现为主要依据。从野生低等植物经野生高等植物到作物,这是作物的阶段演进。
作物的集合层次可分为粒子、原子、分子、细胞、器官、个体、群体和群落,它们从低级到高级逐级相属,粒子∈原子∈分子∈细胞∈器官∈个体∈群体∈群落,而且其中只有个体、群体和群落能单位存在,其他层次都依存于个体。当器官组成个体后,个体集合为群体,群体再集合成群落,从个体和群体到群落,这是作物的层次演进。
概括起来,作物的阶段演进和层次演进相结合构成作物的整体演进。当今世界上,不仅存在着野生和培养的低等植物、野生和栽培的高等植物及其高度发展的作物的个体、群体和群落,而且仍在共同向前继续演进着。
作物在我国已有3000多年的历史,稻、菽、粟、茶等多种作物都起源于我国,生产经验丰富,集约化程度高,已总结成为历代农书的重要内容。20世纪20~50年代,出版了《中国作物论》(原颂周,1923)和《普通作物学》(孙醒东,1951)等有关作物学科的专著。新中国成立以后,作物栽培学、作物育种学和耕作学等新学科相继建立,作为农业院校农学专业的专业课,并出版了各课程的全国通用教材,奠定了我国作物科学的基础。
作物学是研究作物理论和技术的科学。其中已形成为一级分支学科的有耕作学、作物栽培学、作物育种学、作物生态学和作物生理学等,并积累了大量材料,为它们的分支学科的发展创造了条件。随着作物的整体演进,不仅这些内容将会逐渐独立出来,充实为新学科,而且作物学科将由个体和群体扩展向群落领域,孕育着作物群落栽培学和作物群落育种学等新分支学科的诞生。