园艺植物研究法复习.docx

1、园艺植物研究法复习绪 论一、园艺植物研究法的内涵园艺（Horticulture）是指种植果树、蔬菜、观赏植物等的技能和艺术。按其植物大类相应地分为果树园艺、蔬菜园艺、观赏园艺。园艺一词包括园 和 艺二字，词源中称“植蔬果花木之地，而有藩者”为园，论语中称“学问技术谓之艺”。园艺原指在保护的园囿内进行的植物栽培，现代园艺早已打破这种局限，但仍然比其他作物的栽培更加集约化。因此。栽植蔬果花木之技艺，谓之园艺。园艺植物（horticulture plant）是重要的经济植物，其资源丰富，种类繁多，数量庞大，超过了农业上的谷物、纤维作物和油料作物，而且在种类和数量上还在不断增加。园艺植物研究法是我国高

2、等农业院校园艺专业的一门课程。是在学习了有关基础课程、专业基础课和专业课后而开出的一门专业课程，是学生进行科学研究掌握必要研究手段的工具书。本课程的学习要求学生掌握园艺植物科学研究的全过程和基本方法，初步培养学生独立进行科学研究的素养和能力。第一章：园艺植物科学试验研究概述第一节 科学技术和科学研究的概念与分类1、科学（Science）：（1）概念：科学是有关客观世界规律及其改造途径的学问。科学是反映自然、社会和思维等客观规律的知识体系或学问。科学是世界观、社会意识、人类经验总结、技术预测、人类活动的组织形式。由此可见，关于科学的定义，不管定语怎么变化，科学就是一种学问或一种知识。（2）分类

3、根据科学研究的对象，科学可分为三大类： 自然科学（ Natural science）以自然界为对象，研究自然发展规律的科学。（Social science）以人类社会为对象，研究社会发展规律的科学思维科学（Thinking science）以人类思维为对象，研究思维发展规律的科学。园艺植物科学研究属于自然科学的范畴，自然科学，自然科学的主要任务是研究自然界中物质的形态、结构、性质和运动规律及其在实践中的应用。其目的在于认识自然和改造自然。因此，就其研究的直接目的来说，自然科学通常划分为基础科学和应用科学两大类。基础科学（Basic science）有时也称之为理论科学或纯粹科学，是应用科学的理

4、论基础。通常划分为数学、化学、天文学、地学、力学等。应用科学（Applied science）有时也称之为技术科学，是研究如何把基础理论转化为应用，如何指导生产技术的科学。2、技术（Technology） 技术是指人类在利用自然和改造自然的过程中积累起来，并在生产劳动中体现出来的经验和知识，也泛指其他操作方面的技巧。技术是成套的知识系统。从应用技术来讲，主要研究各种专业生产中的设计、施工、研制中的工艺技术问题。应用技术包括农业技术、工程技术、交通技术、国防技术、通讯技术、医药技术、文教技术等。3、科学研究（Research，search是探索、寻找的意思，“re” 是英文的前缀，表示再、反复，

5、连起来就是“反复探索”。世界各国习惯用“研究与开发”来表示科学研究的概念。日本就直接用“研究开发”表示科学研究。科学研究是创造知识、整理修改知识和开拓知识新用途的探索工作。创造知识就是创新、发现、发明，是探知未知：整理知识是对已经产生的知识进行分析整理、鉴别和运用，是知识的规范、系统化、是知识的继承。因此，科学研究既是有整理、继承知识的部分，也有创新、发展知识的部分。第二节：园艺植物科学试验研究特点园艺植物种类繁多，大的方面包括果树、蔬菜、观赏园艺植物。园艺植物主要特点比较表类型特点果树蔬菜观赏园艺植物植株类型生长习性生活期植株根系产品器官价值效益木本为主乔木、灌木为主多年生为主高大为主深根系

6、为主果实食用经济效益为主，兼具生态和社会效益草本为主草本为主一二年生矮小为主浅根性为主根、茎、叶、花、果、种子食用经济效益为主。兼具生态和社会效益木本至草本均有乔木、灌木、草本为主一至多年生高大至矮小深根至浅根花、叶、果、枝根为主观赏社会效益为主，兼具经济和生态效益根据园艺植物的生物学和栽培学特性，园艺植物的科学研究具有以下五大特点。1、时间性：园艺植物都具有年周期性和生命周期的变化规律，因而其试验研究在时间上具有连续性和长期性。2、季节性：园艺植物的生长发育及开花结果都要求有一定的营养和光、温、水、气等外界环境条件，表现出较强的季节性，这决定了园艺植物研究的季节性较强。3、空间性：果树和一些

7、观赏植物树体高大，占据地面和空间较大，造成试验条件的一致性很难保证。而蔬菜及部分矮小花卉植物，占据地面和空间小，比较容易满足其试验研究所需条件。4、差异性：园艺植物种类、品种繁多，差异极大。5、简缩性：多年生园艺植物生长发育具有连续性，并且外界条件和栽培技术对这些植物的作用也具有积累和传递作用，因此，在科学试验研究中，可以通过生物学调查，如对干、茎、枝、芽、叶、花序、果薹、节间等的调查推测前几年的生长发育状况以及环境条件对它的作用和影响，可在较短时间内获得较多的试验结果，以简化试验犯非法，缩短试验期限，这对多年生植物的试验是非常有利的。第三节 园艺植物科学试验研究方法一、观察方法（一）观察的意

8、义：是指人们通过感觉器官，在自然条件下，直接感受观察对象提供的信息过程。观察是人们认识事物获得感性材料最起始的手段，已经成为科学研究的一种基本方法和必要的步骤，各门学科都要用到它。（二）观察的要素：观察包括观察目的、观察对象、观察内容、观察环境和观察工具等1、观察目的：观察目的是根据研究的需要而定。研究内容不同，研究目的当然也不同。2、观察对象：在园艺植物的观察中主要是实物。即以各种果树、蔬菜、观赏园艺植物为主体。观察有现象观察和定量观察。（二）观察的要素：观察包括观察目的、观察对象、观察内容、观察环境和观察工具等1、观察目的：观察目的是根据研究的需要而定。研究内容不同，研究目的当然也不同。2

9、、观察对象：在园艺植物的观察中主要是实物。即以各种果树、蔬菜、观赏园艺植物为主体。观察有现象观察和定量观察。（二）观察的要素：观察包括观察目的、观察对象、观察内容、观察环境和观察工具等1、观察目的：观察目的是根据研究的需要而定。研究内容不同，研究目的当然也不同。2、观察对象：在园艺植物的观察中主要是实物。即以各种果树、蔬菜、观赏园艺植物为主体。观察有现象观察和定量观察。（三）观察的原则在科学研究中，要使观察获得准确资料，必须遵循下列原则1、客观性原则：观察是科学认识的重要源泉，观察必须坚持客观性原则，及坚持实事求是。2、典型性原则：在园艺植物的观察研究中，观察对象千差万别，范围大，数量大。选择

10、具有普遍代表性的典型植株，所观察的材料才能代表全体。3、动态性原则 园艺植物总是处于生长发育的过程中，在时间和空间上都是变化发展的。因此，观察也要随着变化过程的动态而进行，不能只停留在某一点上。（四）观察的方法根据观察目的，按照观察原则要求，制定观察计划。包括：目的、对象、地点、观察要求、制定观察记录表格、观察工具等。以物候期观察为例说明观察的方法。物候是指园艺植物在一年中随着气候的变化所表现出的萌芽、展叶、抽枝、开花、结果、落叶休眠等生长发育现象。物候出现的时间称为物候期。表现出来的外貌称为物候相。物候期观察的重点是生长期的变化，通过物候期来认识园艺植物生理技能和形态发生的变化规律，为栽培提

11、供依据。1、物候观察地点、观察植株的选定：观察地点必须有代表性，即能代表该地区的自然环境条件。2、观察记载方法木本植物物候期观察记载表 发育期出现日期（日月）芽萌动期展叶期开花期果实成熟期叶秋季变色期落叶期芽膨大期芽开绽期开始展叶期展叶盛期花序出现气开花始期开花盛期开花末期落花期果实着色期果实成熟期果实脱落器开始变色期全叶变色期落叶始期落叶末期品种草本植物物候期观察记载表品种播种期营养生长盛期初花期盛花期初采期盛采期终采期第二节 试验方案一、试验方案及其种类（一）单因素试验方案：由于单因素试验中进行比较的是该因素的不同水平，故单因素试验方案是由该试验因素的所有水平构成，这是一种最简单的试验方案

12、。如植物生长调节剂（IAANAAIBA）试验。（二）多因素试验：在多因素试验中，进行比较的是试验中各因素的各水平组成的不同水平，所以，多因素试验方案是由试验的所有水平组合构成。二、试验方案的拟定（一）根据试验的目的、任务和条件选择确定试验因素（二）各试验的水平确定要适当1、水平要有针对性何先进型2、水平的数目要适当 试验水平的多少，不仅关系到试验的精度，也关系到试验规模的大小。水平过少，容易漏掉一些好的信息，使结果分析不全面；水平数目太多，又会使试验规模过于庞大，所以试验水平一定要适当。3、水平的范围及间隔大小要合理 一般试验因素按其变异的性质可分为“质量性差异和数量性差异：质量性差异如品种、

13、肥料或农药种类、修剪方式、操作方式等，及不可以再分割。数量性差异如施肥量、株行距、药剂浓度、时间、温度等可继续分割的因素。分割的方法有：等差法、等比法、随机法。（三）试验方案中必须设立作为标准的对照：园艺植物试验中常采用的方法是差异对照法，即通过试验中各处理间差异的对比来判别各处理的优劣，这就需要有一个比较标准的对照处理。（四）试验处理间应遵循唯一差原则：唯一差原则是指在进行处理比较时，除试验处理不同外，其他所有非处理条件应当一致或相同。以使各处理之间具有可比性。唯一差原则是保证试验误差小，试验精度高，获得正确处理效应的基本原则之一，在试验设计和试验实施中都应给予高度重视，并严格遵循。（五）拟

14、定试验方案是必须正确处理试验因素和试验条件之间的关系。一个试验中只有试验因素的水平在变动，而其他试验条件度将保持一致，固定在某一水平上，根据交互作用的概念，在一定条件下某试验因素的最优水平，换了一种条件可能不再是最优水平。因此，在拟定试验方案时，必须做好试验条件的安排，要使试验条件具有代表性和典型性。第三节 试验误差及其控制一、误差的概念试验误差（Experiment error）：在试验中，由于不能完全一致的非处理因素影响而造成的各处理实际观察值与其真值的偏差称为试验误差。试验误差由于来源和性质不同，可分为系统误差和偶然误差系统误差：也称片面误差，是由于试验处理以外的其他条件明显不一致而造成

15、的处理观察值与其真值之间呈现一定方向的偏差。比如：土壤肥力梯度、测量工具的不准、小气候的差异等。这种误差由于有一定的偏向，不具有随机性，故不能采用统计方法来估计并消除其影响。偶然误差：又叫随机误差，是指在严格控制试验的非处理条件相对一致后，仍不能消除的由偶然因素引起的处理观察值与其真值的偏差。由于它是偶然因素引起的，使他出现明显的随机性，因而在试验中很难对其进行控制，所以试验中的偶然误差是客观存在的，无法完全消除，只能尽量降低；但正是由于具有随机性，就可以用统计的方法加以估计出来，以消除影响。所以，在试验结果的统计分析中涉及的试验误差即指偶然误差。二、误差来源1、试验材料本身固有的误差2、试验

16、操作上的不一致3、外界环境的差异（1）土地条件的上的差异（2）试验地小气候的差异（3）偶然发生的病虫害、鸟害、人畜践踏等自然灾害带来的差异。三、误差的控制途径1、选择相对一致的试验材料：园艺植物试验中所用的供试材料应在各方面都基本一致。2、试验的管理操作技术应尽量一致：试验过程中，除试验处理外，各项操作管理都应合乎试验要求，尽可能做到在时间、质量、数量和操作方法上完全相同。3、控制外界环境的主要因素：选择合适的试验地，采用适当的小区技术，应用良好的试验设计和相应的统计分析方法。四、正确选择试验地1、试验地要有代表性：试验地的土质、土壤肥力、气候条件、栽培管理水平能代表本地区的基本特点。 2、试

17、验地的土壤非议要均匀一致：所选择的试验地肥力均匀一致，是减少误差，提高试验精度的基本保证。3、选作试验地的地块最好有土地利用的历史记录。4、选择的试验地位置要适当5、试验地的地势要平坦五、试验设计的原则（一）设置重复：重复是指试验中每个处理至少安排两个以上的试验单元，在园艺植物试验中，重复是指同一处理小区出现的次数。1、估计误差，在试验中设置重复后，可获得同一处理的多个重复观察值，因他们来自同一处理，处理真值相同，其相差只是误差造成的，于是可有同一处理的重复观察值的差异来估计误差。2、降低误差：由于试验误差有大有小，时正时负，随着试验重复数的增加，正负抵消，试验误差的平均值趋于零。因此，多次重

18、复试验的平均值的误差值比单词实验值的误差小。（二）随机化:是指一个重复处理中都有相同的机会被安排在任何一个试验单元中，即田间试验中，一个重复中的某一处理究竟安排在哪个小区，不受人的主观意志支配，用完全随机的方法确定。（三）基部控制：局部控制是指对试验中全部试验单元按重复分组来控制非处理因素，使其在同一组内对各处理的影响趋于最大限度的一致。（四）三项原则的关系：设置重复有估计误差和降低误差的作用。但设施重复若不与随机化和局部控制两原则结合起来运用，这两个作用不能得到很好发挥。因为仅仅设置重复，而不随机化，虽可以估计误差，但估计出的误差是有偏的。只有设置重复的同时又随机化，才能保证获得无偏的误差估

19、计。同样，只设置重复而不局部控制，设置重复降低误差的作用将被抵消。只有将设置重复与局部控制结合起来运用，才能有效地降低误差。所以，在试验中，三项原则同等重要，必须同时遵循，缺一不可。六、控制环境因素的小区技术1、小区面积：试验小区是田间试验中安排一个处理的基本试验单元，通常为一小块地段。，他的面积大小与土壤差异对试验影响的大小及试验精度的高低有很大关系。2、小区的形状和划分方向：小区的形状一般为长方形。区组的划分线应与土壤变化方向垂直，小区的长边应与土壤变化方向平行。3、重复次数：通常3-6次。4、设置保护行：试验地四周由于小气候的差异，存在边际效应，他会带来误差。为消除这种误差，通常在试验地

20、四周种植与试材相同的植物作为保护行。第四节 常用的试验设计（一）完全随机设计：假设试验有k个处理，每个处理要求重复n次，则可将试验地划分为nk个试验小区。将全部供试单位完全随机，并根据n的大小分成k组，同组各供试单位接收相同处理，叫做完全随机设计。1 B5 E9 A13 B17 C2 D6 D10 A14 B18 A3 B7 C11 E 15 A19 D4 E8 C12 E16 D20 C完全随机排列设计的优点：1、重复次数富有伸缩性。各处理的重复次数可以相等，也可以不相等。试验设计时只要按不同的重复次数进行挨次分组就可以了。2试验设计和试验结果的统计分析比较简单方便。重复次数相等，采用组内观

21、察值数目相等资料分析的方差分析；重复次数不等，采用组内观测值数目不等资料的方差分析。3可不进行缺区估计4对估计试验误差的自由度增至最大 ，而对检验显著性要求的临界F值减到最小，因而提高了检验的灵敏度。缺点：1同品种或同处理小区的分布，没有规律，比较零乱，不便于观察和记载。2由于没有应用局部控制原则，在土壤肥力差异较大的情况下，增加了试验误差，而且无法剔除。因此，这种试验设计只适应土壤肥力均匀，供试小区在20个左右的情况下使用。本设计很适合于实验室、温室以及食用菌的试验。（二）巢式设计：如果把研究对象分成若干组，每组又分成若干亚组，而每个亚组内又有若干观察值的设计，称为巢式设计。 组内分亚组，亚

22、组内有分若干个观察值的设计为二级巢式设计，如果亚组内又分成若干个小组，小组内有若干个观察值，成三级巢式设计。以次类推。如研究某土地养分的含量，通常随机抽取若干地块，然后从每个地块随机抽取若干个样点，而每个样点又作多次分析，这就是二级巢式设计。优点：1设计简单，应用广泛，这种设计既可以应用于田间试验，也可应用于温室和实验室试验。2由于试验设计中，至少应有一级随机，因而可以获得无偏的试验误差估计。缺点：1由于不设重复，若组间存在非处理效应，则无法鉴别出来。因此，在采用巢式设计时，更应注意保持非处理因子的一致性。2对于随机抽取的样本，样本容量应足够大，否则代表性不强，就会加大抽抽样本误差，降低对实验

23、结果分析的精确度。（三）随机区组设计：将土地肥力成都划分为等于重复次数的区组，一个区组即一次重复。然后把区组在划分成等于处理数的小区，区组内各处理随机排列，这就是随机区组设计。这种设计比较全面地运用了田间试验设计的三项基本原则，是一种比较全面的田间试验设计，目前田间试验中最常用。优点： 1设计简单，容易掌握，试验结果的统计分析也不复杂。2伸缩性强，应用广泛，单因子试验和多因子试验均可采用。3能提供无偏的试验误差估计，有效的控制了单项土壤肥力差异，降低了试验误差。4对试验地形状，大小要求不严格。缺点：1处理数目不能太多，否则区组加大，会降低局部控制的效果。一般处理数目以10个以内为宜。最多不超过

24、20个。2不能控制具有两个方向肥力差异所造成的误差。（四）拉丁方设计：将试验地从两个方向划分成区组，每一直行（列）和横行（列）都出现一次，所以拉丁方设计的重复数、处理数、直行数和横行数均相等。简单地说，将K个元素排列成k行k列，使每一个元素在每行每列进出现一次的试验设计，叫拉丁方设计A B C D E A B C D EB A E C D D C E A BC D A E B E D B C AD E B A C C E A B DE C D B A B A D E C优点：1拉丁方设计可以从两个方面控制土壤肥力、差异、精确度较高2通常用于单因子试验，也可用于试验因子不多的复因子试验。缺点：1

25、拉丁方设计必须等于处理数，灵活性不强。处理数多时，则重复过多；处理数少时，重复过少。则估计误差的自由度太小，精确度低。因此，只适用于4-8个处理或品种的试验2要求土地平整，具有或接近正方形，缺乏随机区组设计的灵活性。（五） 裂区设计裂区设计是多因子试验的一种设计形式，在多因子试验中，如果处理组合较多，而且对各因子又有一些特殊的有求时采用裂区设计。裂区设计首先是将试验地根据重复数的多少划分为等于重复数的区组。然后把某一试验因子做主处理，根据主处理的多少，把每个区组划分为等于主处理数的主区，将主处理随机地排列于各个主区，把另一试验因子作为副处理，根据副处理的多少，把每个主区划分为等于副处理的副区（

26、裂区），将各个副处理随机地排列于各个副区。这种将整区（主区）分裂成裂区（副区）的设计，叫做裂区设计。特点：主处理分设在主区，副处理分设在副区，副区之间比主区之间更为接近。因此，统计分析时，可分别估计主区和副区的试验误差。即副区的比较比主区的比较更为精确。应用：1、一个因子的各处理比另一个因子的各处理要求更大的小区面积。这时可把要求小区面积大的处理安排在主区，要求小区面积小的处理安排在副区。2、一个因子的主效比另一个因子的主效更为重要。这时可把重要因子安排在副区，次要主效因子安排在主区。3、根据以往的研究知道某一因子的效应较大，这时可把效应较大的因子安排在主区，效应小的因子安排在副区。4、试验中

27、对某一因子精确度的要求比另一因子为高时，可把对精确度要求高的因子安排在副区，对精确度要求低的因子安排在主区。5、要求某一因子的各个处理排在一起，便于观察比较，这时可把要求排在一起的因子安排在副区。6、在小区面积较大的单因子试验中，临时发现需要加上另一个试验因子，这时可把原来的小区叫做主区，主区再划分副区，可随机安排新增因子的不同处理。裂区设计一般只适用于两个因子试验，如果是三因子试验，则统计分析比较麻烦，一般不安排。如：番茄品种和整枝方式对早期产量的影响，可采用裂区试验设计进行试验。A因子为整枝方式，有三个水平：A1（单杆）、A2（双杆）、A3（三杆），设在主区。B因子为品种，也有三个水平：B

28、1、B2、B3。设在副区。（图20）双甲A2B1双乙A2B2双丙A2B3三丙A3B3三乙A3B2三甲A3B1单丙A1B3单甲A1B1单乙A1B2三乙A3B2三丙A3B3三甲A3B1单甲A1B1单丙A1B3单乙A1B2双乙A2B2双丙A2B3双甲A2BI单丙A1B3单甲A1B1单乙A1B2双乙A2B2双甲A2B1双丙A2B3三甲A3B1三乙A3B2三丙A3B3裂区设计的主要优点是在一次试验中，能以不同的精度对个试验因子进行分析，副区因子的精确度较高。此外，用地也比较经济。缺点：试验设计、田间试验和统计分析都比较复杂。要特别细心，否则容易发生错误。（六）正交试验设计：利用正交表来安排多因子试验和分

29、析结果，就叫做正交试验正交试验的概念：在试验中，常常需要进行复因子，多水平的综合试验，然而由于因子和水平的增加，组合数目按几何级数增加，使试验规模过大，如3因子3个水平试验，就有33 = 27个处理组合，如果再重复3次就有81个小区，如果进行全面实施，即把全部处理组合都有来做试验，不仅工作量大，耗资大，用地多，而且也难于实行局部控制。因此。常采用不完全设计的一种，即正交试验设计来解决这个矛盾。在正交试验设计中，根据正交表只把一部分处理组合来做试验（简称部分实施），从而减少了去组内的小区数，减少了试验用地和开支，大大减少了工作量。由于这种试验是借助于正交表来进行的，所以利用正交表来安排实验和分析

30、试验结果，就叫做正交试验。作为正交试验设计依据的正交试验。作为正交试验设计依据的正交表是根据数学原理进行推导得来的。第五节 抽样技术在田间试验中，对整个试验小区的测定，可以得到一个反应量，如一次性收获的蔬菜（萝卜、胡萝卜、豆薯）小区产量；多次收获的蔬菜（黄瓜、番茄、菜豆）的合计小区产量，得到各个试验小区的反应量之后，便可以进行统计分析。但是，在蔬菜试验中大多数性状的测定都不是以小区的全部个体作为调查测定的对象，如调查无籽西瓜的种子数量，辣椒Vc的含量，番茄茄红素含量，蔬菜植株高低，开展度等。在这种情况下，通常是在试验小区中随机的抽取部分个体作为测定对象。为了清除抽样误差，必须研究抽样误差的抽样技术。正确的抽样技术主要包括两个方面：一是合适的样本容量，而是合理的抽样方法。一、样本容量的确定：样本容量是指样本内含有的个体数目。 （一）统计学推导：n=t2 s2 / (x-u)2例11-1，抽样测定100株黄瓜主蔓的生长量，最长为50厘米，最短为30厘米，要求抽样测定平均数与实际生长的平均数不超过1厘米，可靠性95%以上，