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觀賞鳳梨葉面積指數(shù)的不同測定方法比較

來源：本站　類別：技術(shù)文章　更新時間：2010-07-28　閱讀次

觀賞鳳梨葉面積指數(shù)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(zhì)的主要器官,是地球上生物生存的基礎(chǔ)和能量來源。葉面積指數(shù),是指單位土地面積上植物的總?cè)~面積,是群體結(jié)構(gòu)的重要量化指標。在光合生產(chǎn)過程中,葉面積指數(shù)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(shù)。一些研究已證實,適宜的葉面積指數(shù)有利于產(chǎn)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(zhì)。觀賞鳳梨是一種高檔的盆栽花卉,盆花質(zhì)量標準中所規(guī)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(guān)系。因此,簡便、快速、準確地進行葉面積檢測,對指導(dǎo)植物合理密植、進行群體結(jié)構(gòu)調(diào)整、精確肥水管理以達到優(yōu)質(zhì)或高產(chǎn)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(yīng)用較多且測定結(jié)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(chǎn)上推廣應(yīng)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(jié)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(guān)關(guān)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(jié)果準確可靠,與葉面積測量儀測量結(jié)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(yōu)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(fā)育規(guī)律研究、品質(zhì)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(nèi)生產(chǎn)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(chǔ)和4個冠層下方值B,重復(fù)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(fù)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(jù)回歸方程計算每株的總?cè)~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(shù)量可通過測量光線透過冠層時被削弱的程度推導(dǎo)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(shù)值和探頭位于冠層下方的5個數(shù)值。冠層透射率的5個數(shù)值是由這些對應(yīng)讀數(shù)兩兩相除得來的,根據(jù)這5個天頂角的透射率,可計算出葉面積指數(shù)。

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(guī)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(guān)關(guān)系,并且對于特定品種,其葉片面積與長度之間的相關(guān)關(guān)系應(yīng)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(yīng)變量,建立特定品種的回歸方程后,即可根據(jù)葉片長度,運用此方程計算單株葉面積,再結(jié)合種植密度,得到葉面積指數(shù)�；貧w方程的獲得需要葉長和單葉面積的數(shù)據(jù)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(yīng)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(shù)進行比較。

2　結(jié)果與分析

2. 1　LA I - 2000冠層分析儀測定法的測定結(jié)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(shù)結(jié)果見表1。

2. 2　L I - 3000葉面積儀測定法的測定結(jié)果用L I - 3000葉面積儀測得單株鳳梨的葉面積,然后根據(jù)種植密度,計算LA I。葉面積指數(shù)(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(jié)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(guān)關(guān)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(shù)推算　在被測區(qū)域內(nèi)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(jù)種植密度算出LA I(表3) 。

2. 4　3種測定方法測定結(jié)果的比較

從表4可以看出,“新大陸”品種, 3種方法測定的結(jié)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(jié)果在0. 05和0. 01水平都存在顯著差異�？傮w上,L I - 3000葉面積儀法的測定結(jié)果均高于LA I - 2000冠層分析儀法和回歸方程法。

3　結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn),對于溫室觀賞鳳梨的葉面積指數(shù),L I - 3000葉面積儀法的測定結(jié)果總體上高于另外2種方法�！靶麓箨憽逼贩N, 3 種方法測定的結(jié)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(jié)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(jù)光學原理來確定冠層的葉面積指數(shù),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(yīng)用十分方便。用該儀器測量冠層葉面積指數(shù),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(chǎn)中應(yīng)用。此外,該儀器的操作使用雖然并不復(fù)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(shù)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(chǎn)生一定影響。回歸方程法是根據(jù)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(shù)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(shè)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(chǎn)中可以普遍應(yīng)用。而且用該方法只需要測量葉長,不會對植株產(chǎn)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(yīng)用。

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