馬鈴薯葉面積速測方法的研討

趙春燕，趙春曉，方子森，魏鎮澤，王玲芳，郭亮

（1.甘肅農業大學農學院，甘肅 蘭州 730070；2.天水市秦州區林業局，甘肅 天水 741000）

葉片是植物主要的光合器官,也是進行蒸騰的主要途徑,其面積的大小對自身的生長發育、光能利用、干物質積累、產量及經濟效益都有顯著的影響。葉面積的大小是研究作物生長發育規律、群體光合效能和制定作物栽培措施與技術標準的重要參數[1－3]。葉面積的測定是植物生長分析方法中不可或缺的基本技能。

作物葉面積的測定方法很多，可分為兩大類，即傳統方法和現代方法。傳統的葉面積測定方法主要有重量法，依據同質材料面積和質量成比例的原理研發出了多種具體測定方法。其精、準、快速是最大的特點。然而，現代方法因儀器價格昂貴、大田測定攜帶不便、光電池不夠靈敏、技術要求較高等原因，影響了其普及。相對而言，傳統的多種葉面積測定方法對設備的要求簡單、技術要求不高，且各具特色和適用的范圍，仍有廣泛應用的價值。

在傳統方法中，長寬求積法是指用直尺測量被測葉片的最大長度和最大寬度，以長寬乘積再乘以矯正系數k得到葉面積的方法；基于系數法的回歸分析法更是簡單，快捷。這兩種方法的前提條件是必須用別的方法確定了所用系數之后才能應用，而且估算系數會隨作物種類、品種、生育狀況而有所不同。這兩種方法最大的優點是可以活株、定點定位測定，不破壞植株。在研究材料數量較少或較珍貴的情況下，這兩種方法更為實用和獨到。現就這兩種方法在馬鈴薯葉面積測定中的研究展開討論，以供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試馬鈴薯品種為大西洋，種薯由亞盛集團條山農場提供。試驗于2008年11月25日～2009年4月28日在甘肅農業大學智能連棟溫室內進行。采用深溝高畦栽培，常規管理。共分5個小區，3次重復。每小區面積3.6 m×13.5 m=48.6 m2，行距0.9 m，株距13.5 cm，播種密度82500株/hm2。底肥:有機肥料45 t/hm2，過磷酸鈣600 kg/hm2。種肥:硫酸鉀復合肥600 kg/hm2，尿素150 kg/hm2，磷酸二銨225 kg/hm2，純硫酸鉀150 kg/hm2，硫酸鋅30 kg/hm2。追肥:于現蕾、盛花期兩次分別施用硫酸鉀復合肥和尿素各150 kg/hm2，于盛花期施用硫酸鋅和硫酸鎂各15 kg/hm2，硫酸錳45 kg/hm2。

1.2 測定方法

1.2.1 系數法盛花期在每個小區中隨機選取連續的5個植株，每樣株上隨機選取2個有代表性的葉片，每小區共測定10個葉片，總共測定50個葉片。

采用剪紙稱重法[9]測定每個被測葉片的實際面積Si（i=1～50），50個葉片實際面積的和用Sa表示；同時記錄每個被測葉片的最大長度Li（從葉基到葉尖，不含葉柄）和最大寬度Ni（葉片上與主脈垂直方向上的最寬處），Li×Ni為近似葉面積Si′,50個葉片近似面積的和用Sb表示,用Sa/Sb得到矯正系數k。

單位面積標準紙重的測定:選用50張較厚且薄厚均勻的長方形紙片（本試驗采用銅板紙，面積須大于被測馬鈴薯最大值），量其長、寬，求出面積S，然后在電子天平(AR1140/C，0.0001 g)上稱重，得出重量W，單位面積標準紙重＝W/S。

實際面積Si的測定:把紙緊貼在被測活體葉片下部，沿葉部輪廓用鉛筆在紙上準確描劃出被測葉片的形狀，包括馬鈴薯葉片上的小裂片在內。然后用剪刀沿葉形輪廓線剪下紙葉，得到葉片紙模，在電子分析天平上稱得紙模重量Wi，將此重量除以單位面積標準紙重（W/S）,即得到被測葉片的實際面積Si。

1.2.2 回歸方程法以葉長、葉寬為主要參數建立回歸方程:

式中yi為第i片馬鈴薯葉面積（cm2）；xi為第i片馬鈴薯葉片的葉長或葉寬（cm）；a、b為系數。

2 結果與分析

2.1 植株葉面積系數K的計算

2.1.1 測得的長Li、寬Ni以及長寬積Si值在被測的5個小區內，用直尺測出50片葉的長度Li（從葉基到葉尖，不含葉柄）和葉寬Ni（葉片上與主脈垂直方向上的最寬處），測量結果見表1。求出長與寬的乘積Si′，即Si′=Li×Ni，計算結果見表2。

表1 五個小區測得的葉片的長Li×寬Ni（cm×cm）

表2 五個小區測得的葉片的長寬積Si'（cm2）

2.1.2 剪紙稱重法測定植株實際葉面積將選定葉樣按其實際形狀大小、用質量相同的紙剪成紙模。將所有葉模放入60℃烘箱中烘烤12 h,除去紙樣水分。冷卻后用電子分析天平（FA1604，0.0001 g）將紙模分別稱重，得出50個紙模重量Wi（表3）。

2.1.3 系數法測定植株近似葉面積經測量與計算，試驗所用標準紙樣及紙模的數據見表4。由表3、表4可求得實際葉面積Sa（cm2）值。然后，根據表2中的數據計算近似面積Sb，并將Sa除以Sb，算得矯正系數k，記為k=Sa/Sb，求得k為0.7264，將各片葉的長寬積乘以k，即得到各葉以系數法估測的葉面積。

2.2 葉面積與各因子間回歸方程的建立和顯著性分析

表3 五個小區測得的紙模重量W（g）

表4 試驗所用標準紙樣及紙模的數據指標

以馬鈴薯葉長（x1）、葉寬（x2）、葉長×葉寬為主要參數，建立了與葉面積（y）的回歸方程y=a x+b，計算結果見表5。由表5可知，葉長、葉寬與葉面積之間的相關系數分別為0.9152、0.9464，葉長和葉寬與葉面積的復相關系數為0.9868，均在0.01水平下達到了顯著性。3個回歸方程均可用于測算馬鈴薯的葉面積，其中以葉長×葉寬與葉面積的回歸方程測算結果最為精確，葉寬的次之，葉長的相對較差。

表5 不同指標與葉面積的回歸方程及顯著性檢驗

回歸方程的相關系數均大于相關系數檢驗臨界值，達到了極顯著水平。可見用這種方法來模擬計算葉面積，相關性極強，效果很好。

3 小結與討論

該試驗僅測定了馬鈴薯品種大西洋，其長寬求積法測定葉面積的矯正系數為0.7264。其他品種是否適宜，還有待于進一步試驗研究確定。回歸方程方法中的系數a、b隨著馬鈴薯品種的不同而變化，同樣需要通過試驗確定。

葉長、葉寬以及葉長×葉寬與葉面積均呈極顯著的正相關關系,其相關系數和復相關系數分別為0.9152、0.9464、0.9868，一元回歸方程均達極顯著水平，3個回歸方程均可作為測算馬鈴薯葉面積的回歸方程。在具體應用時，可根據所要求的精確度進行選擇。利用前兩個回歸方程測定馬鈴薯的葉面積可節省50%的工作量，其中葉寬與葉面積的回歸方程精度更高一些。如果精度要求較高時，可選用葉長×葉寬與葉面積的回歸方程，一般性定性測定可選擇葉寬與葉面積或葉長與葉面積的回歸方程進行估測。

系數法和回歸方程法是兩種無損傷的估算葉面積的方法，和重量法、葉面積儀法、網格法等測定方法相比，具有簡便、快捷和無損傷的特點，是兩種較好的活株測定馬鈴薯葉面積的方法。在實踐中，只需測量葉寬或葉長，大大節約了測量的時間。

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