作物学一级学科主要包含以下二级学科和研究方向：

作物栽培学与耕作学 ：研究作物栽培的方法和理论，包括旱地与绿洲农作制、作物栽培与生态生理、生态农业理论与实践等。

作物遗传育种 ：研究作物的遗传规律和育种方法，包括遗传工程在作物育种中的应用、作物主要性状的遗传育种、作物组织培养与种质改良等。

药用植物资源与利用 ：研究药用植物资源的开发与利用。

作物生态生理 ：研究作物在不同环境条件下的生理生态特性。

设施作物 ：研究利用温室等设施进行作物栽培的技术。

植物学 ：研究植物的形态、结构、生理、生态、分布及其与环境的关系。

植物生理生化学 ：研究植物生命过程中的化学机制。

植物保护技术 ：研究植物病虫害的防治技术。

植物产品分析检验 ：研究植物产品的质量检测和分析。

作物遗传育种技术 ：研究作物的遗传规律和育种方法，包括遗传工程在作物育种中的应用等。

作物栽培技术 ：研究作物栽培的方法和理论。

作物产品加工 ：研究作物产品的加工技术。

设施栽培工程技术 ：研究利用温室等设施进行作物栽培的技术。

土壤肥料学 ：研究土壤的性质、肥料的应用及管理。

农业经营与管理 ：研究农业生产的经营管理。

农业技术推广学 ：研究农业技术的推广和应用。

这些学科和研究方向共同构成了作物学这一广泛而深入的领域，旨在培养学生在农作物生产、科研及农业管理等方面的能力。