作物研究法

作物研究法近10年，我国小麦亩产8年创历史新高，8年超300千克。273.45245.67263.11249.22253.75251.76262.12283.46285.02306.22307.18317.47315.94316.56322.48332.46337.04240250260270280290300310320330340199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220131997年以来我国小麦单产变化情况千克/亩区域面积(万亩)产量(万吨)亩产(公斤)备注全国36175.912192.6337.0总产10连增河北3566.61337.7388.9总产10连增江苏3220.41101.3342.0总产10连增安徽3649.31332.0365.0总产10连增山东5509.92218.8402.7总产11连增河南8050.03226.4400.8总产11连增5省合计23996.29216.2384.1占百分比66.3%75.6%114.0%2013年5个主产省小麦生产情况2013年高产创建万亩片亩产情况省份地点品种面积（亩）亩产（公斤）河南淇滨区钜桥镇矮抗58、周麦16、周麦2211340697.1安徽蒙城县辛集乡济麦2210200656.4山东陵县宋家镇济麦22、良兴6610000654.5河北藁城市西关镇藁优2018、石麦1810281648.1江苏丰县范楼镇徐麦3010000631.8四川雁江区川麦4710050613.3甘肃永昌县朱王堡甘春24、宁春1510200610.6湖北襄州区古驿镇郑麦902337818593.2陕西泾阳县中张镇漯麦9号10020575.1新疆莎车县佰什坎特镇新冬2010000570.3山西尧都区金殿镇良星99、济麦2210030524.11、国家政策支持产业技术体系建设、粮食丰产工程、各类自然基金等2、作物品种改良作物遗传育种研究、新品种选育、作物品质改善等3、栽培技术改善配方施肥、农业机械化、病虫草害防治等作物研究方法以作物整体为研究对象1、作物形态分析法2、作物个体生长量研究法：株高、叶面积、重量3、作物群体结构研究法：叶面积指数、群体光合4、作物群体物质生产研究法：光能利用、籽粒灌浆、经济系数5、作物光合作用研究法：干重法、二氧化碳分析法、氧电极法作物研究方法以作物营养代谢为研究对象1、作物水分生理研究法2、作物养分生理研究法3、作物碳氮代谢研究法：叶绿素、可溶性糖、淀粉、蛋白质等4、植物生长调节物质研究法作物研究过程一、选题二、制定研究方案三、研究内容四、研究方法五、试验实施六、结果与分析七、结论1、必要性研究目的要明确具体,必须符合社会实践的需要。如：（1）对经济建设具有实际意义，是当地、当前农业生产上需要解决的问题。（2）从发展看，将来会是重要的问题。（3）探讨作物的生长发育、生理、生态等规律，为作物科学的发展，为教学、科研取得必要的资科。在考虑课题的必要性时，应注意三个问题：经济效益；社会效益和学术价值。2、可行性一项研究能否进行而且取得成果，必须具备一定的主观条件和客观条件。主观条件：研究者的知识结构、学术水平、科研能力和工作态度等。客观条件：试验场地、实验设备、人力、经费,有关学科的发展水平等。上级的支持、外界的协助、导师的指导等也是有利的客观条件。符合生产需要的课题本身也是一个优良条件，容易取得支持和资助。3、创新性要避免做重复的试验，对已经有人解决了的问题，不要作没有价值的重复研究。因此，在确定课题之前，广泛查阅资料，对前人研究进行一番调查是很必要的。只有查阅大量文献资料，才能了解前人的研究进展、水平、方法及存在的问题。只有在前人研究的基础上来进行研究，才能提出具有创造性的研究内容、方法，取得有重大价值的成果。二、制定研究方案1、选择试验地点田间试验应结合课题以前研究基础，选择有代表性的的试验地点。2、选择供试材料根据研究目的的不同，选择不同的试验材料。选择的材料要具有代表性、典型性。为提高产量而进行的栽培技术试验应选择当地大面积种植或正在推广扩大的品种。二、制定研究方案3、设计试验处理田间试验、室内试验、盆栽试验、水培试验等。考虑整地方式，播种方式，试验处理的因素和水平，小区面积，重复次数，处理布局（或田间种植图）。4、管理措施除处理因素外，其他因素应保持一致，以便比较处理之间的差异。田间试验设计方法1、试验地的选择（1）有代表性（2）土壤质地均匀、肥力一致（3）有土地利用的历史记录（4）地势平整（5）常年定位试验要确保土地的使用权和管理权（6）能够收集试验地块的气象数据2、基本要求⑴试验目的要明确试验项目首先应抓住当前生产实践和科学试验中急需解决的问题；同时又能照顾到长远的和在不久的将来可能突出的问题。2、基本要求⑵试验条件要有代表性自然条件（如：地形、地势、土壤肥力、气象条件等）农艺条件（如：轮作制度、施肥水平、劳动组织等）试验的条件应能代表将来准备推广试验结果的地区的自然条件和农业条件。2、基本要求⑶试验结果要有可靠性试验结果的可靠性可用准确性和精确性来衡量准确性(accuracy)是指观察值与其理论真值之间的符合程度。精确性(precision)是指重复观察值之间的符合程度。2、基本要求⑷试验结果要能够重演指在同样的条件下，再次进行试验或实验，应能获得与原试验相同的结果。田间试验设计方法3、基本原则重复局部控制随机排列试验设计三个基本原则的关系和作用：重复扩大代表性正确误差估计随机排列局部控制进一步减少误差误差估计减少误差提高试验精确性4、基本方法(2)配对法设计(3)对比法设计(4)间比法设计(5)随机区组设计(6)拉丁方设计(1)完全随机排列(7)裂区设计(8)正交设计低ＡDＡＢCＢＣBＣAＤＤ高例如：品种比较试验，四个品种，三次重复。(1)完全随机排列各处理的位置完全由机会确定。只有重复，而未实行局部控制。（2）配对法设计TCKCKTTCKTCKCKT第二对第三对第五对第四对第一对以小区为单位的要五对以上，最好13对(3)对比法设计重复Ⅰ重复Ⅱ重复ⅢFckIAckGCckJEckBHckDGckBDckJFckHIckCAckEBckEHckIAckCGckDFckJ例：10个品种(不包对照），三次重复。(4)间比法设计ⅠⅡⅢck1234ck5678ck9101112ckck1211109ck8765ck4321ckck1234ck5678ck9101112ck例：12个品种，三次重复，顺序排列的间比法设计（5）随机区组设计应用最广的试验设计。例：品种比较试验，8个品种（含对照），三次重复。EGDCBAF对照EADG区组Ⅰ区组Ⅱ区组Ⅲ对照FBDCFBE对照GAC瘦肥（6）拉丁方设计多用于高级试验。作田间试验时，要求试验地方正、平坦。处理数一般不超过８个。这种设计方法特别适用于有两个明显试验误差的试验（包括时间上的，空间上的差异），实行双重局部控制，大大提高了分析的精确度。但是，对试险地的要求较苛刻，要求整块试验地较均匀、平坦、方正。并且处理数只限于５—８个，少于５个时误差大，多于８个时难于实现双重局部控制。（6）拉丁方设计5＊5拉丁方ABCDEBAECDCDAEBDEBACECDBA6＊6拉丁方7＊7拉丁方ABCDEFABCDEFGBFDCAEBCDEFGACDEFBACDEFGABDAFECBDEFGABCECABFDEFGABCDFEBADCFGABCDEGABCDEF适用范围①复因子试验中，两个因子要求的精确度不一时，可用裂区设计。②各个因子的各个水平需要的面积大小不一时，亦可用裂区设计。③在原有的试验的基础上，临时加入一个研究因子时，可用裂区设计。（7）裂区设计田间排列要求：首先要分清主要因子和次要因子。主要因子是想要获得较高精确度的因子。次要因子是精确度可以低些的因子。先将次要因子作随机区组排列，每个小区称作整区。在同一个区组的各个整区中，随机安排次要因子的各个水平，即整区处理。将每个整区划分为若干个裂区，在每个整区中把主要因子的各个水平随机安排在各个裂区上，主要因子的各个水平称为裂区处理。例：病虫害防治试验研究因子两个：药剂种类和喷雾方式。参试药剂四种：A1,A2,A3,A4喷雾方式两种：喷叶面和喷叶背。药剂为主要因子，喷雾方式为次要因子。重复四次。（8）正交设计是利用现成的规格化的正交表来科学地合理地安排复因子（多因素）试验，选取具有代表性的少数几次试验，获得较好的试验条件和生产工艺。适用范围：复因子（多因素）试验田间排列：随机区组设计或拉丁方设计例：需作一A、B、C三因子试验，A分为A1、A2二个水平；B分为B1、B2二个水平；C分为C1、C2二个水平。显然，该试验共有8个处理组合。如果我们希望把试验布置成正交试验，从8个处理组合中挑选一部分处理组合来做才有代表性，这可查正交表得到回答。我们采用的一张正交表是L4（23）其含义是：L表示它是一张正交表，括号内的底数2表示参试的每个因子都是二水平的；指数3表示它有3列，即最多能安排三个因子的试验；L右下角的数字4表示此表有4个横行，用它来安排试验每区组须设置4个小区。正交表这张表告诉我们，这个试验应该选4个处理组合来做试验，这4个处理组合就是4个横行所示的数字A1B1C1，A1B2C2，A2B1C2，A2B2C1处理列号1231111212232124221二水平的正交表还有L8（27），L12（211），L16（215）等；三水平的正交表有L9（34），L27（313）等混合正交表L8（4×24），它表示第1列应安徘四水平的因子，另4列只能安排二水平的因子，共做8个处理组合的试验。三、研究内容（一）作物和环境条件之间的关系。如温度、降水量、光照、土壤酸碱度和营养及与作物本身需求的关系等。（二）作物个体与群体之间的关系。包括种植密度对单株生长发育和产量构成因素的影响等。（三）作物个体本身器官之间的关系。如调节营养器官和生殖器官之间的关系等。具体内容①作物生理生化运用现代作物生理学、生物化学、分子生物学等方法与技术，研究与主要农作物生产密切相关的生理生化过程，解释作物生长发育及产量品质形成的生理生化机制，探讨作物优质高产高效生态安全生产与抗（耐）非生物胁迫生产的技术途径。②作物生态研究作物与环境间物质循环、能量转化和信号传递的关系，生态环境对作物生理过程及产量品质形成的影响，作物生态特性对环境因子的反应及改造和合理利用生态环境资源的理论。③作物栽培理论与技术研究作物生长发育与产量品质形成规律及其与环境和基因型的关系，探讨通过栽培管理、生长调控、优化决策等途径，实现作物优质、高产、高效、生态、安全生产的理论、方法和技术。④作物生长监测与诊断研究作物生长特征、生理参数、生化组分及生产力形成的快速无损监测机理与技术以及精确诊断与管理调控模型和系统。⑤作物化学调控理论与技术运用现代作物生理学、生物化学、分子生物学等方法与技术，研究化学调控影响主要农作物生长发育及产量品质形成的生理与分子机制，研制新型作物生长调节剂，为作物优质高产高效生态安全生产服务。⑥耕作制度研究高效优质安全耕作制度设计原理和分析评价方法、农田间套复种技术和模式、耕作制度和作物生产技术规范标准等。⑦作物系统模拟研究作物生长模拟模型与作物环境（气候与土壤）模拟模型、作物管理知识模型及数字化和可视化农作系统模型。⑧精确农业与数字农业研究农作系统精确化和数字化管理的集成技术与应用系统，重点围绕空间信息管理、农田信息获取、农作系统模拟与设计、农作系统控制与管理决策等。⑨生态农业与持续农业研究立体农业和生态农业模式、生态农业系统模拟及优化、生态农业评价分析指标等，以及可持续农作制度、区域农业可持续发展评估和设计等。⑩设施农业技术研究设施作物生长模拟模型和设施作物栽培与设施环境调控管理决策支持系统。四、研究方法（一）植物的水分代谢土壤水分含量的测定：质量含水量、相对含水量等植物含水量、水势和渗透势等植物叶片蒸腾（二）植物的矿质代谢土壤矿质