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山茱萸科植物葉麵積測定方法的比較

來源：網絡　類別：實用技術　更新時間：2010-10-16　閱讀次

山茱萸科(Cornaceae)植物多為溫帶樹種,產於長江流域及河南、陝西、甘肅等地,多生於海拔600 ～2200m的林內及山穀、溪流旁. 性喜光,亦耐半陰,喜溫暖氣候和陰濕環境,適生於肥沃而排水良好的沙質土壤. 適應性強,能耐一定程度的寒、旱、瘠薄,耐低溫- 15℃,在江南一帶能露地栽植.葉片是植物光合作用的主要器官. 葉片的數量和大小是研究植物生長狀況、體內營養狀況、遺傳育種、作物栽培技術等方麵的重要指標,建立方便、快速、準確的葉麵積測定方法,對於調整群體結構、充分利用光熱資源,從而指導植物栽培密度及合理施肥以獲得植物高產有重要意義.推薦使用儀器：手持葉麵積儀，和便攜式葉麵積測定儀。

目前,測定植物葉麵積的方法有方格記數法、畫紙稱重法、求積儀法、回歸方程法、辛普鬆公式法、葉麵積儀法、數字圖像處理法等等. 在測定葉麵積時,盡管有很多種方法可供選擇,但各種方法在測定的準確性、操作的難易程度、儀器設備水平、成本高低、工作環境、條件要求等方麵均有差異,這將影響研究者對測定方法的選擇. 已有學者對多種植物的單葉麵積的測量方法進行了研究,但對於山茱萸科植物葉麵積測量方法的研究鮮有報道. 作者根據實驗條件采用方格記數法、畫紙稱重法、SHY - 150掃描式活體葉麵積儀法、回歸方程法、數字圖像處理法對山茱萸科植物葉麵積進行比較研究. 1　材料與方法

1. 1　材料

供試山茱萸科植物:山茱萸(Cornus off icinalis sieb. Et Zucc. )、狹葉四照花(Cornus kousa Hance var. angus2tata Chun)、四照花( Cronus iaponica var. chinensis)、燈台樹( Cornus con troversa ) 、　木( Cornus m acrophyllaWall)、小　木(Cornus paucinervis) ,分別選自湖北民族學院生物科學與技術學院教學實習基地和醫學院藥材基地.

1. 2　方法

1. 2. 1　取樣

每種植物隨機選取3～5株,在樹冠外圍東、南、西、北四個方位隨機選取或摘取成熟葉片15～20張,編號,分別采用方格計數法(對照) 、SHY - 150掃描式活體葉麵積儀法、數字圖像處理法、畫紙稱重法、回歸方程法進行測定.

1. 2. 2　方格計數法

在1mm2 每格的方格紙上沿待測葉樣的葉緣畫出紙樣葉片,數出每張葉片對應的方格數,每個方格麵積乘以方格數,得出各張單葉的葉片麵積.

1. 2. 3　畫紙稱重法

在厚薄均勻一致的方格紙上,沿待測葉樣的葉緣描畫出紙樣葉片,裁剪;在感量0. 001 g的電子天平上,分別稱紙樣葉片的重量;根據由100 cm2 同種紙張的重量計算出的單位麵積紙張重量,求出各個單葉的葉片麵積.

1. 2. 4　SHY - 150掃描式活體葉麵積儀法

SHY - 150掃描式活體葉麵積儀采用紅外線測量葉麵積的大小(最大測葉麵積1 000mm長×150mm寬、厚度≤8mm、測量精度±2% ,每張葉片測三次,測得的結果取平均數. )1. 2. 5　數字圖像處理法。

1. 2. 6　回歸方程法確定回歸方程及相關係數　用直尺測量每張葉片的葉長與葉寬,然後分別以葉長、葉寬、葉長×葉寬為自變量,以方格記數法測得的麵積為因變量,求得葉長、葉寬、葉長×葉寬的回歸方程;然後,在實際測量中把所須測量葉片的相應自變量帶入,可求得單張葉片麵積.

2　結果與分析

2. 1　不同測量方法葉麵積測定結果比較

以方格記數法為對照,其他測定結果與其比較,結果見表1、2,用SHY - 150掃描式活體葉麵積儀法測得的單葉麵積與對照差別在2. 56%～9. 02%左右;用數字圖像處理法測得的葉麵積除　木誤差為8. 43%左右外,其它5種誤差較小,僅為1. 1%～3. 9%.

2. 2　方差分析

對各種不同方法之間的差異性進行方差分析,見表3. 通過方差分析:山茱萸、　木、四照花、狹葉四照花葉麵積的不同測定方法之間均有顯著差異.

2. 3　各植物葉片麵積的回歸方程及檢驗

從表4可得出:在以葉長、葉寬、葉長×葉寬為變量的葉麵積回歸方程中,以葉片長與寬的乘積為變量時的相關係數最大,測得的結果也最為準確. 各回歸方程為狹葉四照花葉長與麵積回歸中R2 最小為0. 428 0,山茱萸葉長乘以葉寬與麵積回歸中R2 最大為0. 969 9;同種植物回歸方程中山茱萸各回歸方程之間R2 值差異最小,燈台樹各回歸方程之間R2 值差異最大.

2. 4　數字圖像處理法的應用檢驗

以每種植物的中部生長葉片為對象,各選取3～5片葉片,用數碼相機活體拍照,采用數字圖像處理法測定相應麵積,然後用方格記數法測出相應葉片的實際葉麵積,進行比較得表5. 對於葉表麵褶皺較大、葉麵較為扭曲的葉片不宜采用此方法,例如　木的葉麵積數字圖像處理法. 此方法的最大優點是可活體測量、不會損失葉片、測量精度高. 由表5看出,數字圖像處理法測定山茱萸科植物( 　木除外)葉麵積是相對準確的.

3　討論

用5種方法測量6種山茱萸科植物的單葉麵積,通過對實驗結果分析發現,不同的方法測量的結果有顯著差異,且麵積較小的葉片測量結果誤差較大,隨著葉麵積的增大其精確度相應增加,但對於表麵較褶皺的葉片不適宜用數字圖像處理法測定. 在回歸分析檢驗中, 　木、狹葉四照花等植物葉片的某個回歸方程的測量結果與實際測量結果差異顯著,說明不是所有的回歸方程都適合於計算葉麵積. 這一方麵取決於建立回歸方程時的自變量的取值範圍,另一方麵,在以不同自變量建立的回歸方程中,應有一個最佳方程用於計算葉麵積. 通過實驗分析得出結論,其精確度從高到低的順序是:方格記數法、數字圖像處理法、回歸方程法、畫紙稱重法和葉麵積儀法,其中,在使用用葉麵積儀進行測量時發現,葉片越平整、厚度越小測量精度越高.

在測定方法中,方格計數法、畫紙稱重法過程繁瑣、耗時、容易出錯;數字圖像處理法較準確,能用於不同植物種葉麵積的批量測量;但對測量者的要求要高一些;回歸方程法可以活體測量,速度快,適用於大量同一品種植物的葉麵積測量; SHY - 150掃描式活體葉麵積儀測量較為快捷簡便且可活體測量. 除回歸方程法和數字圖像處理法SHY - 150掃描式活體叫麵積儀不需要離體測量外,其他方法都要求離體測量對樹體有一定的損傷. 選擇測量方法應綜合考慮誤差、精確度、測量時間、工作效率、對植株損傷小因素, SHY - 150掃描式活體葉麵積儀測定葉麵積方法較為適宜.

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