板栗葉片顏色最佳色差儀參數確定

郭燕，張樹航，李穎，張馨方，王廣鵬

（河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北 昌黎 066600）

葉片為植物進行光合作用的重要器官，其顏色反映了植物的內在生理功能和生長狀態。葉片顏色受植物品種、營養狀況以及生長環境等多個因素的影響，是植物內部生理機制與外界環境因素相互作用的結果[1]，因此，在植物資源評價以及植物生長狀態和病蟲害檢測與診斷等相關研究中具有重要的信息價值[2]。

目前，板栗葉片顏色通常采用目測法，參照《植物新品種特異性、一致性、穩定性測試指南（板栗）》（LY/T 1851—2009）[3]被判定為黃綠色、綠色和深綠色。目測法觀測葉片顏色雖然方便、快捷，但具有較強的主觀性，且目測結果是非連續性、非數據化的，較難實現不同樣本間葉片顏色差異的橫向比較，這對葉片顏色在板栗資源評價，以及葉片顏色與板栗抗逆性和環境適應性關系等方面的研究造成阻礙。采用分光光度計測定葉片葉綠素含量雖然可以實現葉片顏色測量結果的數據化，但是費時、費力。利用色差儀測定植物葉片顏色不僅方便、快捷，而且可以實現觀測結果的數據化，該技術已經在蔬菜、觀賞林木和花卉研究上得到了廣泛運用[4～8]。但截至目前，利用色差儀測定板栗葉片顏色的應用尚未見報道。

以來自10 個省（市）的240 份板栗資源的成熟葉片為試材，利用色差儀測定葉片正面的6 個顏色參數，比較這些顏色參數在品種內和品種間的變異情況，以期篩選出合理可靠的評價板栗葉片顏色的最佳參數，為板栗遺傳多樣性、資源評價、抗逆性評價等相關研究提供方法參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試板栗資源共有240 份，來自河北、山東、北京、湖北、湖南、江蘇、浙江、安徽、陜西和廣西計10 個省（市） （表1），均種植于河北省農林科學院昌黎果樹研究所板栗資源圃。

表1 240 份板栗資源的編號及其名稱Table 1 Name and number of 240 chestnut resources

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 2020 年7 月15 日每份資源均選取樹齡一致、生長發育良好的成年樹3 株，在植株外圍中部東、南、西、北4 個方向各采集2 片葉進行指標測定。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 葉片顏色參數。利用SPH 860 色差儀（德國Colorlite 公司）測定葉片正面主脈與葉緣中間位置兩側脈間區域，采用CIE Lab 表色系統測定葉片的明度值 （L*）、紅度值 （a*）、黃度值 （b*）、色差值（Eab*）、色度值 （c*） 和色調角 （h*） 6 個參數。其中，L*是衡量色彩明暗程度的指標，其值越大，表示表面越亮；a*是衡量紅綠程度的指標，其為正值時表示偏紅色，為負值時表示偏綠色，絕對值越大表示紅色或綠色越深；b*是衡量黃藍程度的指標，其為正值時表示偏黃色，為負值時表示偏藍色，絕對值越大表示黃色或藍色越深；c*越大，顏色越純；h*從0 到180°依次表示紫紅色（0°）、紅色、橙紅色、橙黃色、黃色（90°）、黃綠色、綠色、藍綠色（180°）。

1.2.2.2 葉綠素含量。采用80%丙酮直接浸提法[9]測定葉綠素含量。

1.2.3 數據處理與分析 采用Excel 2010 軟件對試驗數據進行統計與分析，使用SPSS 20.0 軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 板栗葉片正面最佳顏色參數的確定

測定結果（表2）顯示，b*和c*的品種間變異系數較大（分別為21.91%和20.20%），但是其符合一致性要求（品種內|CV|＜10%）的品種數占試驗品種總數的比例較低（分別為62.08%和67.50%），說明b*和c*在品種內一致性較差，故不宜選作最佳顏色參數；Eab*和h*的品種內一致性符合率均達到100%，但是其在品種間的變異系數較低（均＜3.5%），說明Eab*和h*在品種間無顯著差異，故也不宜選作最佳顏色參數；L*和a*的品種內一致性符合率均達到95%以上，且品種間的變異系數也均達到10%以上，因此，可以將L*和a*分別選作表示板栗葉片明暗程度和綠色程度的最佳顏色參數。

表2 板栗葉片正面顏色參數在品種內和品種間的變異情況Table 2 Variation of adaxial surface color parameters of chestnut leaves within and among varieties

2.2 板栗葉片正面顏色參數a*與葉綠素含量的相關性

240 份板栗資源的葉片葉綠素含量與葉片正面顏色參數a*呈極顯著負相關，相關系數為-0.557。說明葉片正面顏色參數a*可在一定程度上反映葉片的葉綠素含量。這進一步證明，a*被選作表示板栗葉片綠色程度的最佳顏色參數具有一定的科學性。

3 結論與討論

利用色差儀測定板栗葉片顏色不僅方便、快捷，而且可以實現觀測結果的數據化，但是由于測得的顏色參數較多，有些顏色參數用在板栗葉片顏色測定上具有統計學意義，而有些顏色參數不具有統計學意義，如果將色差儀測得的所有顏色參數都運用在板栗資源評價、病蟲害檢測等相關研究中，則會增加分析問題的復雜性或產生認識偏差。因此，需要用科學的方法篩選出適于板栗葉片顏色觀測且具有統計學意義的最佳顏色參數。用于植物研究的有效性狀需要同時滿足2 個條件：一是該性狀在品種內的穩定性要好，即：以品種內變異系數＜10%作為檢測該性狀在品種內穩定的標準，當符合一致性要求的品種數占試驗品種總數的比例＞95%時，則認為該性狀在品種內的穩定性好；二是該性狀在品種間要有明顯差異，即：品種間的變異系數＞10%，則認為該性狀在品種間具有明顯差異[10]。沈鳳等[10]利用這種篩選條件確定了C*為切花菊的最佳顏色參數。本研究中運用這種篩選條件，確定了L*和a*分別為表示板栗葉片明暗程度和綠色程度的最佳顏色參數。相關性分析結果表明，板栗葉片正面a*與葉綠素含量呈極顯著負相關，即a*越小（絕對值和綠色程度越大），葉綠素含量越高，說明葉片正面顏色參數a*也可以在一定程度上反映葉片的葉綠素含量，這進一步證明a*被選作表示板栗葉片綠色程度的最佳顏色參數具有一定的科學性。但L*是否與某種葉片性狀如葉片上表皮角質層厚度具有相關性，尚有待進一步研究。