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觀賞鳳梨葉面積指數的不同測定方法比較

來源：本站　類別：技術文章　更新時間：2010-07-28　閱讀次

觀賞鳳梨葉面積指數的不同測定方法比較

葉片是植物進行光合作用、蒸騰作用和合成有機物質的主要器官,是地球上生物生存的基礎和能量來源。葉面積指數,是指單位土地面積上植物的總葉面積,是群體結構的重要量化指標。在光合生產過程中,葉面積指數不僅決定了作物光合作用器官的面積,而且還影響光在作物冠層中的分布,因而是決定作物冠層總光合量的重要參數。一些研究已證實,適宜的葉面積指數有利于產量的提高。而對于觀賞植物來說,葉面積大小除影響其生長外,還影響其外觀品質。觀賞鳳梨是一種高檔的盆栽花卉,盆花質量標準中所規定的很多評價指標包括冠幅、冠高比、株型、葉排列情況等外觀指標都跟葉片的大小有很大的關系。因此,簡便、快速、準確地進行葉面積檢測,對指導植物合理密植、進行群體結構調整、精確肥水管理以達到優質或高產的目標有著重要的參考價值。

測量和計算葉面積的方法很多,目前應用較多且測定結果較準確的方法有葉面積測定儀測定法、冠層分析儀測定法、光電求積儀測定法、葉面積掃描儀測定法等方法。但這些儀器價格昂貴,目前還難以在生產上推廣應用。在園藝作物上,前人已對葉面積簡易測定方法進行了研究,結果表明,葉片長度、葉片寬度、葉片長寬積3種性狀均與葉面積呈極顯著正相關關系,以這些性狀為自變量建立的單葉面積一元線性回歸法測定葉面積,測定結果準確可靠,與葉面積測量儀測量結果無顯著差異。本試驗中分別采用葉面積儀測定法、冠層分析儀測定法和回歸方程法測定法3種方法測定觀賞鳳梨的葉面積,并就這3種方法的優缺點及適用范圍進行了分析和評價,為通過葉面積測定進一步進行觀賞植物生物學特性及生長發育規律研究、品質等級評價等提供參考。

1　材料與方法

1. 1　供試材料

試驗于2007年1月在南京市蔬菜花卉研究所試驗基地的荷蘭文洛型溫室中進行。溫室南北走向,長84 m,沿東西方向共29跨,每跨跨度4 m,肩高4. 3 m,脊高5 m。溫室內生產盆花觀賞鳳梨,供試品種為“新大陸”和“火炬”,“新大陸”種植密度為8. 66株/m2 ,“火炬”種植密度為10. 58株/m2。

1. 2　試驗方法

1. 2. 1　LA I - 2000冠層分析儀測定法　“新大陸”和“火炬”每品種各選擇5個點,每點測1個冠層上方值A和4個冠層下方值B,重復2次。按照行栽作物的測定方法,第一個B 值取在作物行上,第二個B值取在離行1 /4 處,第三個B 值取在2 行中間,第四個B值取在離行3 /4處。

1. 2. 2　L I - 3000 葉面積儀測定法　“新大陸”和“火炬”每品種各選擇有代表性的3株,將葉片從基部剪下,用葉面積儀測量每片葉的面積,累加得到單株葉面積。

1. 2. 3　回歸方程測定法　(1)“新大陸”和“火炬”每品種分別隨機選擇各種大小、年齡的葉片30張,將其剪下,測量葉長,然后將每片葉的葉形描繪在事先準備好的復印紙上,最后將葉形紙剪下稱重,求得其葉面積; (2)“新大陸”和“火炬”每品種各選擇有代表性的3株,測量每片葉長,然后根據回歸方程計算每株的總葉面積。

1. 3　不同測定方法的原理

1. 3. 1　LA I - 2000冠層分析儀測定法原理　LA I -2000冠層分析儀的基本原理是植被冠層葉片的數量可通過測量光線透過冠層時被削弱的程度推導出來。LA I - 2000法同時測量5個角度上光的削弱,測量時得到探頭位于冠層上方的5個數值和探頭位于冠層下方的5個數值。冠層透射率的5個數值是由這些對應讀數兩兩相除得來的,根據這5個天頂角的透射率,可計算出葉面積指數。

1. 3. 2　L I - 3000葉面積儀測定法原理　L I - 3000葉面積儀是利用傳感器掃描被測量葉片,確定其葉面積。

1. 3. 3　回歸方程測定法原理　觀賞鳳梨的葉片呈劍形,為有規則的幾何形狀。其葉片面積與葉片長度之間存在著顯著正相關關系,并且對于特定品種,其葉片面積與長度之間的相關關系應該是固定不變的。因此以葉長的平方作為自變量,以單葉面積作為應變量,建立特定品種的回歸方程后,即可根據葉片長度,運用此方程計算單株葉面積,再結合種植密度,得到葉面積指數。回歸方程的獲得需要葉長和單葉面積的數據進行回歸分析,本研究中,隨機選擇了不同植株上的30片不同大小、不同年齡的觀賞鳳梨葉片,先測量其葉長,然后通過葉形紙稱重法得其單葉面積。葉形紙稱重法利用以下公式計算葉片的葉面積:葉片面積= (1張白紙面積×葉形紙重) /1張白紙重。葉形紙稱重法是一種比較準確但耗時耗力的方法,實際應用不多。本研究之所以選用這種方法,是為了便于與LA I - 2000冠層分析儀法和L I- 3000葉面積儀法所得到的葉面積指數進行比較。

2　結果與分析

2. 1　LA I - 2000冠層分析儀測定法的測定結果采用LA I - 2000冠層分析儀測定所得觀賞鳳梨品種“新大陸”和“火炬”的葉面積指數結果見表1。

2. 2　L I - 3000葉面積儀測定法的測定結果用L I - 3000葉面積儀測得單株鳳梨的葉面積,然后根據種植密度,計算LA I。葉面積指數(LA I) =單株葉面積(m2 /株) ×種植密度(株/m2 )

2. 3　回歸方程測定法的測定結果

2. 3. 1　回歸方程的獲得　由圖1和圖2可知,“新大陸”和“火炬”2個觀賞鳳梨品種葉長的平方與葉片面積都存在著顯著的線性相關關系。“新大陸”品種,由葉長計算葉片面積的公式為:葉面積(LA)= 0. 114 2 ×葉長平方(L2 ) , r2 = 0. 946 8;“火炬”品種,由葉長計算葉片面積的公式為:葉面積(LA) =0. 143 1 ×葉長平方(L2 ) , r2 = 0. 955 5。

2. 3. 2　葉面積指數推算　在被測區域內選擇3株有代表性的鳳梨植株,測量每片葉的葉長,然后用前面獲得的公式計算每株的葉面積,再根據種植密度算出LA I(表3) 。

2. 4　3種測定方法測定結果的比較

從表4可以看出,“新大陸”品種, 3種方法測定的結果在0. 01水平上沒有顯著差異;而“火炬”品種,L I - 3000葉面積儀法與另外2種方法的測定結果在0. 05和0. 01水平都存在顯著差異。總體上,L I - 3000葉面積儀法的測定結果均高于LA I - 2000冠層分析儀法和回歸方程法。

3　結論與討論

本研究發現,對于溫室觀賞鳳梨的葉面積指數,L I - 3000葉面積儀法的測定結果總體上高于另外2種方法。“新大陸”品種, 3 種方法測定的結果在0. 05水平上沒有顯著差異;而“火炬”品種,L I - 3000葉面積儀法的測定結果與另外2種方法在0. 05和0. 01水平都存在顯著差異。

LA I - 2000冠層分析儀法根據光學原理來確定冠層的葉面積指數,可以直接用于群體測量。在進行葉片很多的大冠層分析中應用十分方便。用該儀器測量冠層葉面積指數,不需要破壞作物本身,因此不會對冠層造成影響。但是由于該儀器比較貴重,一般只在科研單位中使用,不可能在生產中應用。此外,該儀器的操作使用雖然并不復雜,但還是需要一定的培訓學習,對操作人員的知識水平也有比較高的要求。因此, LA I - 2000冠層分析儀法只適用于科學研究工作。L I - 3000葉面積儀法利用傳感器掃描被測量葉片來確定其葉面積,測量單張或單株葉面積準確方便。與LA I - 2000冠層分析儀法相比,該儀器相對便宜,操作方便,幾乎不需要培訓學習,對操作人員沒有太多要求,因此實用性和普及性比較強。但是,該儀器只適合測量葉片較少的小冠層,而對于葉片數量繁多的大冠層,則耗時耗力,幾乎不可能完成。此外,用該儀器測量葉面積,需要將葉片剪下,因此需要破壞性取樣,對冠層會產生一定影響。回歸方程法是根據植物葉片的幾何形狀,將其視為一定的幾何圖形,利用葉長或葉寬等容易獲得的外觀參數來計算單葉面積。利用該方法確定葉面積,不需要任何儀器設備,只需要一把直尺即可,幾乎不需要額外的花費,因而在實際生產中可以普遍應用。而且用該方法只需要測量葉長,不會對植株產生破壞。其缺點與L I - 3000葉面積儀法相似,即只能適用于小冠層,而對于大冠層來說則幾乎不可能應用。