回歸分析在葡萄葉面積測(cè)算中的應(yīng)用

郭麗+曹雯梅+喬寶營(yíng)+黃海帆

摘要：調(diào)查5個(gè)葡萄品種的葉片形狀特征值及葉面積，利用相關(guān)和回歸分析的方法，研究葡萄品種葉片的葉形特征值與葉面積的相關(guān)關(guān)系及回歸方程。相關(guān)分析結(jié)果表明，紅提品種單葉面積與主脈長(zhǎng)×葉寬以及第2側(cè)脈長(zhǎng)的相關(guān)性最大;摩爾多瓦、魏可品種單葉面積與主脈長(zhǎng)×葉寬以及葉寬的相關(guān)性最大;維多利亞品種單葉面積與第2側(cè)脈長(zhǎng)、主脈長(zhǎng)的相關(guān)性最大;巨玫瑰品種單葉面積與主脈長(zhǎng)×葉寬以及第2側(cè)脈長(zhǎng)的相關(guān)性最大;回歸分析結(jié)果表明，主脈長(zhǎng)×葉寬與葉面積的回歸方程最優(yōu)，利用其回歸方程測(cè)定葡萄葉面積與實(shí)測(cè)葉面積誤差很小，均不超過1%，該回歸分析適于測(cè)量其葉面積的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，是一種簡(jiǎn)單有效的葉面積測(cè)定方法。

關(guān)鍵詞：葡萄;葉面積;相關(guān)分析;回歸方程;測(cè)算應(yīng)用

中圖分類號(hào)： S663.101 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）04-0180-02

收稿日期：2015-01-01

基金項(xiàng)目：河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃（編號(hào)：122102110065）;河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（編號(hào)：Z2014-11-01）。

作者簡(jiǎn)介：郭 麗（1979—），女，碩士，講師，主要從事園藝專業(yè)教學(xué)及相關(guān)研究工作。E-mail：498553886@qq.com。

通信作者：黃海帆，碩士，副教授，主要從事果樹栽培及生理研究。E-mail：hhf666@163.com。

在世界果品生產(chǎn)中，葡萄產(chǎn)量及栽培面積一直居于首位，而鮮食葡萄產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)效益最高的產(chǎn)業(yè)之一[1-2]。葉片是綠色植物進(jìn)行光合作用、呼吸作用和蒸騰作用的主要器官，是制造有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要部分[3]。葡萄葉片面積關(guān)系到光合作用產(chǎn)物的積累，影響葡萄果實(shí)的產(chǎn)量與質(zhì)量，同時(shí)它也是設(shè)計(jì)栽培模式、制定管理方案以及果園群體分析等的重要依據(jù)之一[4]，測(cè)定葡萄植株的葉面積、確定合理的葉面積系數(shù)在生產(chǎn)與科研中都具有十分重要的意義。常規(guī)的果樹葉面積測(cè)定法，如網(wǎng)格法，重量法等不但需要離體測(cè)定，而且手續(xù)繁雜，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。光電求積儀法雖然準(zhǔn)確，方便，但儀器昂貴，難以在果樹生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[5]。不同的葡萄品種，其葉形和裂刻的變化是有規(guī)律的。本試驗(yàn)針對(duì)本園區(qū)近幾年栽培面積較大的5個(gè)主栽葡萄品種進(jìn)行研究，以尋找出其各自最適用的葉面積測(cè)定方法，為葡萄葉面積的測(cè)定提供有效方法，對(duì)果樹生物學(xué)特性研究與指導(dǎo)果樹生產(chǎn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地與材料

試驗(yàn)場(chǎng)地位于河南省農(nóng)業(yè)高新科技園有限公司的農(nóng)業(yè)高科技示范園區(qū)，海拔78 m，氣候溫和，四季分明，雨熱同期。年均日照時(shí)數(shù)2 366 h，年平均氣溫14.2 ℃。無(wú)霜期為 240 d，年均降水量616 mm。供試的5個(gè)品種為3年生的紅提、摩爾多瓦、魏可、維多利亞、巨玫瑰。園內(nèi)土壤為輕壤土，管理水平上等，栽植密度為株距1 m、行距2.5 m，架勢(shì)為“Y”形架。

1.2 葉面積及葉片形狀特征值的測(cè)定

對(duì)每個(gè)葡萄品種，分別選取生長(zhǎng)健壯，發(fā)育正常的植株20株。取花序上第2至第3節(jié)位、特征比較穩(wěn)定的成熟葉片作為樣本，每個(gè)品種取樣20張葉片進(jìn)行測(cè)定。 所測(cè)葡萄品種葉片形狀特征有：主脈長(zhǎng)x1（cm）、第1側(cè)脈長(zhǎng)x2（cm）、第2側(cè)脈長(zhǎng)x3（cm）、葉寬x4（cm），并計(jì)算出主脈長(zhǎng)與葉寬的乘積x5（cm2）、葉面積S（cm2），測(cè)定采用方格紙法，所用器具為精度為0.1 cm的小鋼尺。將5個(gè)葡萄品種的葉片特征值以及實(shí)測(cè)葉面積平均并匯總（表1）。

表1 葡萄品種葉片形狀特征值及實(shí)測(cè)葉面積

品種

葉片形狀參數(shù)（cm）

x1 x2 x3 x4

x5

（cm2）S

（cm2）

紅提 11.00 9.02 6.28 13.15 144.65 132.78

摩爾多瓦 12.54 9.92 7.09 14.02 175.81 144.21

魏可 12.70 10.86 7.41 15.29 194.18 176.75

維多利亞 10.97 8.61 6.12 12.41 136.14 118.62

巨玫瑰 14.80 12.18 10.36 20.09 297.33 251.40

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葡萄品種葉形特征值與實(shí)測(cè)葉面積的相關(guān)分析

利用DPS 6.5軟件和Excel，將所測(cè)得不同品種的葉面積與主脈長(zhǎng)、側(cè)脈長(zhǎng)、葉寬、主脈長(zhǎng)×葉寬分別進(jìn)行相關(guān)分析，分析結(jié)果見表2。

表2 不同葡萄品種葉形特征值與實(shí)測(cè)葉面積的相關(guān)系數(shù)

品種

與S的相關(guān)系數(shù)

x1 x2 x3 x4 x5

紅提 0.991 8* * 0.970 8* * 0.995 9* * 0.989 3* * 0.996 4* *

摩爾多瓦 0.973 0* * 0.943 4* * 0.989 2* * 0.993 6* * 0.995 3* *

魏可 0.979 3* * 0.976 1* * 0.983 7* * 0.996 6* * 0.997 1* *

維多利亞 0.976 4* * 0.963 7* * 0.984 5* * 0.937 8* * 0.949 8* *

巨玫瑰 0.987 1* * 0.908 5* * 0.989 1* * 0.969 2* * 0.995 8* *

注：r0.01，18=0.463，* *表示相關(guān)程度達(dá)到極顯著水平。

相關(guān)分析結(jié)果表明，紅提、摩爾多瓦、魏可、巨玫瑰4品種單葉面積與主脈長(zhǎng)×葉寬的相關(guān)性最大，維多利亞品種單葉面積與第2側(cè)脈長(zhǎng)相關(guān)性最大;其次是葉形特征性狀，分別是紅提、巨玫瑰品種為第2側(cè)脈長(zhǎng)，摩爾多瓦、魏可品種為葉寬，維多利亞品種為主脈長(zhǎng);再次是葉形特征性狀，分別是紅提品種為主脈長(zhǎng)，摩爾多瓦、魏可品種為第2側(cè)脈長(zhǎng)，維多利亞品種第1側(cè)脈長(zhǎng)，巨玫瑰品種為主脈長(zhǎng)。endprint

綜合形狀特征值與葉面積的相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果可知，以主脈長(zhǎng)×葉寬與葉面積的相關(guān)程度最大，其次是葉片的第2側(cè)脈長(zhǎng)。

2.2 葡萄各品種葉形特征值與實(shí)測(cè)葉面積的回歸分析

將每個(gè)品種與單葉面積相關(guān)性最大的2個(gè)形狀特征的相關(guān)系數(shù)匯總，并將其與實(shí)測(cè)葉面積進(jìn)行回歸分析，求出回歸方程，并計(jì)算回歸方程的決定系數(shù)，分析結(jié)果見表3。

表3 不同葡萄品種葉形特征值與實(shí)測(cè)葉面積的回歸分析

品種 性狀 相關(guān)系數(shù)

（r） 回歸方程 決定系數(shù)

（r2）

紅提 x4 0.989 3 S=115.8+1.29x4 0.978 7

x5 0.996 4 S=125.15+0.051x5 0.992 8

摩爾多瓦 x4 0.9936 S=101.5+3.049x4 0.987 2

x5 0.995 3 S=126.3+0.102x5 0.990 6

魏可 x4 0.996 6 S=140.6+2.36x4 0.9932

x5 0.997 1 S=163.6+0.067x5 0.994 2

維多利亞 x1 0.9764 S=98.4+1.84x1 0.953 4

x3 0.984 5 S=102.5+2.64x3 0.969 2

巨玫瑰 x3 0.989 1 S=222.4+2.79x3 0.978 3

x5 0.995 8 S=235.06+0.055x5 0.991 6

由表3可以看出，各品種葉面積的最優(yōu)回歸方程式分別如下。

紅提：S=125.15+0.051x5，決定系數(shù)為0.992 8，表明紅提葉面積大小的99.28%可由該回歸方程估測(cè)，其他形態(tài)特征及誤差僅占0.72%。

摩爾多瓦：S=126.3+0.102x5，決定系數(shù)為0.990 6，表明摩爾多瓦葉面積大小的99.06%可由該回歸方程估測(cè)，其他形態(tài)特征及誤差僅占0.94%。

魏可：S=163.6+0.067x5，決定系數(shù)為0.994 2，表明魏可葉面積大小的99.42%可由該回歸方程估測(cè)，其他形態(tài)特征及誤差僅占0.58%。

巨玫瑰：S=235.06+0.055x5，決定系數(shù)為0.991 6，表明巨玫瑰葉面積大小的99.16%可由該回歸方程估測(cè)，其他形態(tài)特征及誤差僅占0.84%。

維多利亞：S=102.5+2.64x3，決定系數(shù)為0.969 2，表明維多利亞葉面積大小的96.92%可由該回歸方程估測(cè)，其他形態(tài)特征及誤差僅占3.08%。

根據(jù)以上分析可知，葡萄品種紅提、摩爾多瓦、魏可、巨玫瑰的單葉面積回歸測(cè)算可用x5即主脈長(zhǎng)×葉寬來(lái)進(jìn)行，維多利亞的單葉面積應(yīng)該用第2側(cè)脈長(zhǎng)進(jìn)行回歸測(cè)算。

2.3 回歸法估測(cè)葡萄葉面積與實(shí)測(cè)葉面積的差異

用回歸分析所得出的最優(yōu)回歸方程，對(duì)每個(gè)品種隨機(jī)采集的各15張葉片的葉面積進(jìn)行測(cè)算，比較15張葉片葉總面積的測(cè)算值與實(shí)測(cè)值的差異，結(jié)果見表4。由表4可以看出，葉面積測(cè)算值和實(shí)際值差異極小，誤差率均不超過1%，結(jié)果很理想。表明應(yīng)用回歸方程法測(cè)定葡萄葉面積具有良好的可靠性，葉片不離體，方法簡(jiǎn)便易行。

表4 葉面積回歸方程測(cè)算值及與實(shí)測(cè)值的差異比較

品種

葉面積（cm2）

實(shí)測(cè)值 測(cè)算值 差值

差異率

（%）

紅提 1 991.70 1 985.74 5.96 0.30

摩爾多瓦 2 163.15 2 158.22 4.93 0.23

魏可 2 651.25 2 657.89 -6.64 -0.25

維多利亞 1 779.30 1 779.85 -0.55 -0.03

巨玫瑰 3 771.00 3 793.50 -22.50 -0.60

注：差異率=（實(shí)際總?cè)~面積-測(cè)算總?cè)~面積）/實(shí)際總?cè)~面積×100%。

3 結(jié)論與討論

相關(guān)分析表明，葡萄品種的形狀特征值與葉面積均有極顯著的相關(guān)性，綜合葡萄5個(gè)品種的形狀特征值與葉面積的相關(guān)關(guān)系，以主脈長(zhǎng)×葉寬與葉面積的相關(guān)程度最大，其次是葉片的第2側(cè)脈長(zhǎng)。

葉面積與形態(tài)特征值的最優(yōu)回歸方程的決定系數(shù)較大，均大于95%;以最優(yōu)回歸方程對(duì)5個(gè)葡萄品種的葉面積進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算結(jié)果與實(shí)際葉面積的差異均小于1%，表明具有良好的可靠性。

回歸法測(cè)定葡萄葉面積，在回歸方程制備過程中采取樣葉測(cè)量，求得回歸方程后，只須測(cè)出葉長(zhǎng)、葉寬及計(jì)算出長(zhǎng)×寬等相應(yīng)的葉片性狀特征值，利用回歸方程計(jì)算出該葉的葉面積。不需要特殊儀器，不需破壞植株，不影響葉片的生長(zhǎng)，方法簡(jiǎn)便易行，適于測(cè)量葡萄葉面積的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，是一種測(cè)定葉面積可行有效方法，對(duì)及時(shí)掌握葡萄生物學(xué)特性和指導(dǎo)葡萄生產(chǎn)具有重要意義。

葡萄葉片性狀與單葉面積的相關(guān)性會(huì)因不同品種、不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期、不同著生部位而不同，同時(shí)，葉片的取樣比例、取樣數(shù)量也會(huì)對(duì)回歸方程產(chǎn)生一定的影響。回歸方程法在應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)需要找出最優(yōu)的回歸方程來(lái)進(jìn)行葉面積的測(cè)算。本試驗(yàn)所得回歸方程僅適用于生長(zhǎng)正常的果園中葡萄葉面積的測(cè)算。

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