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第一章 科学研究方法概述1

第一节 科学研究概述1

一、科学与研究的关系1

二、科学研究的类型2

三、科学研究的特点5

第二节 科学研究的程序6

一、科学研究的基本程序6

二、研究生开展科学研究的一般程序8

三、研究生科研创新能力的培养13

第三节 获取科学事实的基本方法16

一、调查16

二、观察18

三、实验20

主要参考文献22

第二章 试验设计与群体构建23

第一节 作物试验的设计原则与要求23

一、作物试验的类型23

二、田间试验设计的基本原则23

三、试验设计的基本要求24

四、试验处理的设置25

五、试验地的选择25

六、小区技术26

七、重复的次数及排列27

八、保护行的设置28

第二节 常用试验设计28

一、成组比较28

二、成对比较29

三、完全随机设计29

四、随机区组设计29

五、拉丁方设计30

六、裂区设计30

七、正交设计31

第三节 遗传群体构建33

一、遗传交配设计33

二、作图群体构建37

主要参考文献41

第三章 作物盆栽试验研究方法42

第一节 盆栽试验研究方法的特点与种类42

一、盆栽试验的特点42

二、盆栽试验的种类43

第二节 土壤培养研究方法43

一、土培试验的任务43

二、土培试验方法44

三、土培试验的管理47

第三节 溶液培养研究方法49

一、溶液培养研究的特点和任务49

二、营养液的配制原则与依据49

三、常用营养液种类51

四、营养液的配制58

五、溶液培养的实施与管理60

第四节 砂砾培养研究方法62

一、砂砾培养的特点与任务62

二、砂砾培养的准备63

三、砂砾培养的实施与管理65

主要参考文献67

第四章 试验材料的采集、保存和测定68

第一节 试验材料取样方法68

一、原始样品采集常用方法68

二、平均样品的取样方法73

第二节 试验材料处理和保存方法75

一、植物组织材料的处理与保存方法75

二、土壤和水体样品的处理与保存方法79

第三节 试验材料测定原则81

一、准确度和误差81

二、精确度和偏差81

三、误差来源及减少误差的办法82

主要参考文献85

第五章 作物根系及根际研究方法86

第一节 根系构型和伸长速率研究方法86

一、根系构型研究86

二、根系伸长速率测定90

第二节 根形态学和解剖学参数92

一、根形态学的测量参数92

二、根解剖学参数测定98

三、根系发育研究和相关研究中常用的一些特殊实验材料101

四、根生理生态学参数104

第三节 根际和根分泌物研究方法109

一、根分泌物收集装置111

二、稳定同位素标记装置115

三、根际和根分泌物研究的实验方法118

第四节 根中与根际分泌物活动相关的酶实验方法126

主要参考文献126

第六章 作物生长分析方法131

第一节 个体、群体生长分析131

一、个体生长与群体生长的关系131

二、个体生长的分析项目及方法132

三、群体生长状况的分析135

四、群体生长分析的数字化方法141

五、作物生长曲线及其生长指标142

第二节 物质生产的数量分析145

一、物质生产的实质及其在作物生长分析中的重要意义145

第三节 生物产量与经济产量147

一、作物产量的概念147

二、生物产量与经济产量的关系148

三、理论产量与实际产量149

四、产量分析的基础理论150

五、产量测定的方法与实例152

第四节 生产力估算155

一、生产力形成的基础及其理论测算155

二、植物的初级生产力及其衡量指标156

三、影响作物生产力的限制因子分析156

四、作物生产力的遥感及其分析技术160

第五节 作物物候学调查161

一、作物物候学的概念161

二、作物的发育特性164

三、作物物候学调查和分析方法168

四、气候变化对作物物候的影响171

主要参考文献172

第七章 作物群体结构研究方法174

第一节 形态与生理174

一、叶片形态与生理指标174

二、茎鞘结构与功能177

三、茎秆与节解剖结构与功能177

四、冠层形态与生理177

五、分析方法与技术180

第二节 光合作用198

一、光合作用概述199

二、气体交换技术和叶绿素荧光分析202

三、光合模型分析208

四、冠层热力学分析技术211

五、冠层光谱分析215

六、冠层光合模型221

第三节 群体结构与功能分析方法223

一、作物生长模型223

二、虚拟作物模型229

主要参考文献235

第八章 作物品质检测方法238

第一节 作物品质性状的分类238

一、外观品质238

二、加工品质238

三、营养品质239

四、食味品质239

五、贮藏品质240

六、卫生安全品质240

第二节 作物品质的目测法240

一、外观品质目测法240

二、剖面品质目测法241

三、染色目测法241

第三节 作物品质的品尝法241

一、稻米蒸煮食用品质感官评价与品种等级评价241

二、小麦烘烤蒸煮品质分析245

三、烟草评吸品质分析255

第四节 化学分析方法258

一、蛋白质测定258

二、脂肪测定259

三、淀粉、纤维素及膳食纤维测定261

四、次生代谢物的分析266

五、烟草安全性分析267

六、烟草和烟气中的有害化学成分267

七、农药残留268

第五节 物理检测方法269

一、淀粉糊化特性测定269

二、NIR检测法269

三、MIR检测法270

四、核磁共振检测法270

五、棉花纤维品质HVI大容量测试仪271

主要参考文献273

第九章 作物矿质营养元素检测方法274

第一节 作物矿质营养元素的种类及重要功能274

一、作物矿质营养元素的种类274

二、作物必需矿质营养元素的重要功能275

第二节 作物矿质营养元素的常规检测方法277

一、氮、磷、钾的检测方法277

二、钙、镁、硫的检测方法283

三、微量营养元素的检测方法288

第三节 作物细胞跨膜离子运动的无损伤检测方法294

一、无损伤离子流检测的发展与应用294

二、MIFE实验原理296

三、MIFE系统的硬件及配件组成298

四、MIFE操作流程300

五、MIFE的应用方案举例306

主要参考文献307

第十章 种子相关性状检测方法309

第一节 种子形态和重量测定309

一、种子形态测定309

二、种子重量测定313

第二节 种子发芽测定316

一、发芽试验设备和用品316

二、发芽试验方法319

第三节 种子活力测定329

一、种子活力测定方法分类329

二、常用种子活力测定方法330

第四节 种子净度测定337

一、种子净度测定337

二、其他植物种子数目测定350

第五节 种子水分测定351

一、种子水分测定的影响因素352

二、种子水分测定方法353

主要参考文献357

第十一章 作物非生物逆境抗性鉴定方法358

第一节 作物非生物逆境的类型358

一、干旱胁迫358

二、涝渍胁迫358

三、高温胁迫359

四、低温胁迫359

五、盐碱胁迫359

六、酸铝胁迫360

七、重金属胁迫360

第二节 作物抗旱性鉴定360

一、作物对干旱的适应方式361

二、作物抗旱机理361

三、干旱胁迫试验的处理方法363

四、作物抗旱性鉴定指标364

五、作物抗旱性综合评价方法366

第三节 作物涝渍胁迫抗性鉴定367

一、涝渍胁迫发生的生理机制367

二、涝渍胁迫抗性的鉴定方法368

三、涝渍胁迫抗性的鉴定指标369

第四节 作物的高温抗性鉴定370

一、高温对作物的危害370

二、作物对高温胁迫响应机理370

三、作物抗热性鉴定方法371

第五节 作物的低温抗性鉴定373

一、低温对作物的危害373

二、作物低温抗性的生理机制374

三、低温抗性的鉴定方法374

第六节 作物抗盐性鉴定375

一、作物盐害胁迫简介375

二、抗盐性鉴定方法376

第七节 作物酸铝抗性鉴定378

一、酸性土壤的分类378

二、酸性土壤对植物生长的毒害378

三、作物抗酸铝的机理379

四、作物酸铝抗性的鉴定方法379

五、作物酸铝抗性的评价指标380

第八节 作物重金属抗性鉴定381

一、重金属对作物生长的毒害381

二、作物抗重金属的机理381

三、作物重金属抗性的鉴定方法及指标382

主要参考文献384

第十二章 作物病虫害抗性鉴定方法390

第一节 作物抗病性鉴定390

一、作物抗病性鉴定方法390

二、植物抗病性的主要类型393

三、作物抗病性鉴定的接种技术394

第二节 作物抗虫性鉴定395

一、作物抗虫性原理395

二、作物抗虫性的主要类型396

三、影响作物抗虫性的因素398

四、作物抗虫性鉴定和筛选的方法399

主要参考文献402

第十三章 作物表型研究中的影像技术404

第一节 数字图像404

一、图像与数字图像的概念404

二、数字图像的基本特点及其在表型研究中的作用404

三、数字图像的类型405

第二节 数字图像预处理409

一、数字图像的几何校正409

二、辐射校正411

三、二值化处理412

四、图像滤波413

第三节 常用的数字图像分析方法414

一、基于作物光谱特征的图像分析方法414

二、基于数学形态学的作物形态指标提取的数字图像技术426

第四节 作物表型研究图形软件Image-Pro Plus介绍429

第五节 植物表型平台435

一、台式表型成像系统436

二、便携式表型平台437

三、实验室型高通量表型平台437

四、温室型高通量表型平台439

五、田间固定式高通量表型平台441

六、移动式表型平台441

主要参考文献442