回歸分析在葡萄葉面積測算中的應用

郭麗+曹雯梅+喬寶營+黃海帆

摘要：調查5個葡萄品種的葉片形狀特征值及葉面積，利用相關和回歸分析的方法，研究葡萄品種葉片的葉形特征值與葉面積的相關關系及回歸方程。相關分析結果表明，紅提品種單葉面積與主脈長×葉寬以及第2側脈長的相關性最大;摩爾多瓦、魏可品種單葉面積與主脈長×葉寬以及葉寬的相關性最大;維多利亞品種單葉面積與第2側脈長、主脈長的相關性最大;巨玫瑰品種單葉面積與主脈長×葉寬以及第2側脈長的相關性最大;回歸分析結果表明，主脈長×葉寬與葉面積的回歸方程最優，利用其回歸方程測定葡萄葉面積與實測葉面積誤差很小，均不超過1%，該回歸分析適于測量其葉面積的生長動態，是一種簡單有效的葉面積測定方法。

關鍵詞：葡萄;葉面積;相關分析;回歸方程;測算應用

中圖分類號： S663.101 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0180-02

收稿日期：2015-01-01

基金項目：河南省重點科技攻關計劃（編號：122102110065）;河南省現代農業產業技術體系專項資金（編號：Z2014-11-01）。

作者簡介：郭 麗（1979—），女，碩士，講師，主要從事園藝專業教學及相關研究工作。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。

在世界果品生產中，葡萄產量及栽培面積一直居于首位，而鮮食葡萄產業已成為當前農業生產中經濟效益最高的產業之一[1-2]。葉片是綠色植物進行光合作用、呼吸作用和蒸騰作用的主要器官，是制造有機營養物質的重要部分[3]。葡萄葉片面積關系到光合作用產物的積累，影響葡萄果實的產量與質量，同時它也是設計栽培模式、制定管理方案以及果園群體分析等的重要依據之一[4]，測定葡萄植株的葉面積、確定合理的葉面積系數在生產與科研中都具有十分重要的意義。常規的果樹葉面積測定法，如網格法，重量法等不但需要離體測定，而且手續繁雜，不能滿足實際生產的需要。光電求積儀法雖然準確，方便，但儀器昂貴，難以在果樹生產中廣泛應用[5]。不同的葡萄品種，其葉形和裂刻的變化是有規律的。本試驗針對本園區近幾年栽培面積較大的5個主栽葡萄品種進行研究，以尋找出其各自最適用的葉面積測定方法，為葡萄葉面積的測定提供有效方法，對果樹生物學特性研究與指導果樹生產具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗場地與材料

試驗場地位于河南省農業高新科技園有限公司的農業高科技示范園區，海拔78 m，氣候溫和，四季分明，雨熱同期。年均日照時數2 366 h，年平均氣溫14.2 ℃。無霜期為 240 d，年均降水量616 mm。供試的5個品種為3年生的紅提、摩爾多瓦、魏可、維多利亞、巨玫瑰。園內土壤為輕壤土，管理水平上等，栽植密度為株距1 m、行距2.5 m，架勢為“Y”形架。

1.2 葉面積及葉片形狀特征值的測定

對每個葡萄品種，分別選取生長健壯，發育正常的植株20株。取花序上第2至第3節位、特征比較穩定的成熟葉片作為樣本，每個品種取樣20張葉片進行測定。 所測葡萄品種葉片形狀特征有：主脈長x1（cm）、第1側脈長x2（cm）、第2側脈長x3（cm）、葉寬x4（cm），并計算出主脈長與葉寬的乘積x5（cm2）、葉面積S（cm2），測定采用方格紙法，所用器具為精度為0.1 cm的小鋼尺。將5個葡萄品種的葉片特征值以及實測葉面積平均并匯總（表1）。

表1 葡萄品種葉片形狀特征值及實測葉面積

品種

葉片形狀參數（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 結果與分析

2.1 不同葡萄品種葉形特征值與實測葉面積的相關分析

利用DPS 6.5軟件和Excel，將所測得不同品種的葉面積與主脈長、側脈長、葉寬、主脈長×葉寬分別進行相關分析，分析結果見表2。

表2 不同葡萄品種葉形特征值與實測葉面積的相關系數

品種

與S的相關系數

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，* *表示相關程度達到極顯著水平。

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

綜合形狀特征值與葉面積的相關關系分析結果可知，以主脈長×葉寬與葉面積的相關程度最大，其次是葉片的第2側脈長。

2.2 葡萄各品種葉形特征值與實測葉面積的回歸分析

將每個品種與單葉面積相關性最大的2個形狀特征的相關系數匯總，并將其與實測葉面積進行回歸分析，求出回歸方程，并計算回歸方程的決定系數，分析結果見表3。

表3 不同葡萄品種葉形特征值與實測葉面積的回歸分析

品種 性狀 相關系數

（r） 回歸方程 決定系數

（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回歸方程式分別如下。

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

摩爾多瓦：S=126.3+0.102x5，決定系數為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，其他形態特征及誤差僅占0.94%。

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

巨玫瑰：S=235.06+0.055x5，決定系數為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，其他形態特征及誤差僅占0.84%。

維多利亞：S=102.5+2.64x3，決定系數為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，其他形態特征及誤差僅占3.08%。

根據以上分析可知，葡萄品種紅提、摩爾多瓦、魏可、巨玫瑰的單葉面積回歸測算可用x5即主脈長×葉寬來進行，維多利亞的單葉面積應該用第2側脈長進行回歸測算。

2.3 回歸法估測葡萄葉面積與實測葉面積的差異

用回歸分析所得出的最優回歸方程，對每個品種隨機采集的各15張葉片的葉面積進行測算，比較15張葉片葉總面積的測算值與實測值的差異，結果見表4。由表4可以看出，葉面積測算值和實際值差異極小，誤差率均不超過1%，結果很理想。表明應用回歸方程法測定葡萄葉面積具有良好的可靠性，葉片不離體，方法簡便易行。

表4 葉面積回歸方程測算值及與實測值的差異比較

品種

葉面積（cm2）

實測值 測算值 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=（實際總葉面積-測算總葉面積）/實際總葉面積×100%。

3 結論與討論

相關分析表明，葡萄品種的形狀特征值與葉面積均有極顯著的相關性，綜合葡萄5個品種的形狀特征值與葉面積的相關關系，以主脈長×葉寬與葉面積的相關程度最大，其次是葉片的第2側脈長。

葉面積與形態特征值的最優回歸方程的決定系數較大，均大于95%;以最優回歸方程對5個葡萄品種的葉面積進行測算，測算結果與實際葉面積的差異均小于1%，表明具有良好的可靠性。

回歸法測定葡萄葉面積，在回歸方程制備過程中采取樣葉測量，求得回歸方程后，只須測出葉長、葉寬及計算出長×寬等相應的葉片性狀特征值，利用回歸方程計算出該葉的葉面積。不需要特殊儀器，不需破壞植株，不影響葉片的生長，方法簡便易行，適于測量葡萄葉面積的生長動態，是一種測定葉面積可行有效方法，對及時掌握葡萄生物學特性和指導葡萄生產具有重要意義。

葡萄葉片性狀與單葉面積的相關性會因不同品種、不同生長發育時期、不同著生部位而不同，同時，葉片的取樣比例、取樣數量也會對回歸方程產生一定的影響。回歸方程法在應用時，可根據需要找出最優的回歸方程來進行葉面積的測算。本試驗所得回歸方程僅適用于生長正常的果園中葡萄葉面積的測算。

參考文獻：

[1]孔慶山，劉崇懷，潘 興，等. 國內外鮮食葡萄發展現狀、趨勢、問題與對策[J]. 中國農業信息快訊，2002（7）：3-6.

[2]陶建敏. 葡萄新品種及高效生產新技術[M]. 南京：江蘇人民出社，2006：157-158.

[3]李先源. 觀賞植物學[M]. 重慶：西南師范大學出版社，2007：63-64.

[4]何文林，馮玉民，孫楊軍，等. 釀酒葡萄葉面積的測定方法研究[J]. 河北職業技術師范學院學報，2001，15（2）：40-43.

[5]聶繼云，楊振鋒，張紅軍，等. 果樹葉面積簡易測定方法研究[J]. 天津農學院學報，2000，7（4）：33-35.endprint