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山茱萸科(Cornaceae)植物多為溫帶樹種,產(chǎn)于長(zhǎng)江流域及河南、陜西、甘肅等地,多生于海拔600 ～2200m的林內(nèi)及山谷、溪流旁. 性喜光,亦耐半陰,喜溫暖氣候和陰濕環(huán)境,適生于肥沃而排水良好的沙質(zhì)土壤. 適應(yīng)性強(qiáng),能耐一定程度的寒、旱、瘠薄,耐低溫- 15℃,在江南一帶能露地栽植.葉片是植物光合作用的主要器官. 葉片的數(shù)量和大小是研究植物生長(zhǎng)狀況、體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)狀況、遺傳育種、作物栽培技術(shù)等方面的重要指標(biāo),建立方便、快速、準(zhǔn)確的葉面積測(cè)定方法,對(duì)于調(diào)整群體結(jié)構(gòu)、充分利用光熱資源,從而指導(dǎo)植物栽培密度及合理施肥以獲得植物高產(chǎn)有重要意義.推薦使用儀器：手持葉面積儀，和便攜式葉面積測(cè)定儀。

目前,測(cè)定植物葉面積的方法有方格記數(shù)法、畫紙稱重法、求積儀法、回歸方程法、辛普松公式法、葉面積儀法、數(shù)字圖像處理法等等. 在測(cè)定葉面積時(shí),盡管有很多種方法可供選擇,但各種方法在測(cè)定的準(zhǔn)確性、操作的難易程度、儀器設(shè)備水平、成本高低、工作環(huán)境、條件要求等方面均有差異,這將影響研究者對(duì)測(cè)定方法的選擇. 已有學(xué)者對(duì)多種植物的單葉面積的測(cè)量方法進(jìn)行了研究,但對(duì)于山茱萸科植物葉面積測(cè)量方法的研究鮮有報(bào)道. 作者根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件采用方格記數(shù)法、畫紙稱重法、SHY - 150掃描式活體葉面積儀法、回歸方程法、數(shù)字圖像處理法對(duì)山茱萸科植物葉面積進(jìn)行比較研究. 1　材料與方法

1. 1　材料

供試山茱萸科植物:山茱萸(Cornus off icinalis sieb. Et Zucc. )、狹葉四照花(Cornus kousa Hance var. angus2tata Chun)、四照花( Cronus iaponica var. chinensis)、燈臺(tái)樹( Cornus con troversa ) 、　木( Cornus m acrophyllaWall)、小　木(Cornus paucinervis) ,分別選自湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教學(xué)實(shí)習(xí)基地和醫(yī)學(xué)院藥材基地.

1. 2　方法

1. 2. 1　取樣

每種植物隨機(jī)選取3～5株,在樹冠外圍東、南、西、北四個(gè)方位隨機(jī)選取或摘取成熟葉片15～20張,編號(hào),分別采用方格計(jì)數(shù)法(對(duì)照) 、SHY - 150掃描式活體葉面積儀法、數(shù)字圖像處理法、畫紙稱重法、回歸方程法進(jìn)行測(cè)定.

1. 2. 2　方格計(jì)數(shù)法

在1mm2 每格的方格紙上沿待測(cè)葉樣的葉緣畫出紙樣葉片,數(shù)出每張葉片對(duì)應(yīng)的方格數(shù),每個(gè)方格面積乘以方格數(shù),得出各張單葉的葉片面積.

1. 2. 3　畫紙稱重法

在厚薄均勻一致的方格紙上,沿待測(cè)葉樣的葉緣描畫出紙樣葉片,裁剪;在感量0. 001 g的電子天平上,分別稱紙樣葉片的重量;根據(jù)由100 cm2 同種紙張的重量計(jì)算出的單位面積紙張重量,求出各個(gè)單葉的葉片面積.

1. 2. 4　SHY - 150掃描式活體葉面積儀法

SHY - 150掃描式活體葉面積儀采用紅外線測(cè)量葉面積的大小(最大測(cè)葉面積1 000mm長(zhǎng)×150mm寬、厚度≤8mm、測(cè)量精度±2% ,每張葉片測(cè)三次,測(cè)得的結(jié)果取平均數(shù). )1. 2. 5　數(shù)字圖像處理法。

1. 2. 6　回歸方程法確定回歸方程及相關(guān)系數(shù)　用直尺測(cè)量每張葉片的葉長(zhǎng)與葉寬,然后分別以葉長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)×葉寬為自變量,以方格記數(shù)法測(cè)得的面積為因變量,求得葉長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)×葉寬的回歸方程;然后,在實(shí)際測(cè)量中把所須測(cè)量葉片的相應(yīng)自變量帶入,可求得單張葉片面積.

2　結(jié)果與分析

2. 1　不同測(cè)量方法葉面積測(cè)定結(jié)果比較

以方格記數(shù)法為對(duì)照,其他測(cè)定結(jié)果與其比較,結(jié)果見表1、2,用SHY - 150掃描式活體葉面積儀法測(cè)得的單葉面積與對(duì)照差別在2. 56%～9. 02%左右;用數(shù)字圖像處理法測(cè)得的葉面積除　木誤差為8. 43%左右外,其它5種誤差較小,僅為1. 1%～3. 9%.

2. 2　方差分析

對(duì)各種不同方法之間的差異性進(jìn)行方差分析,見表3. 通過(guò)方差分析:山茱萸、　木、四照花、狹葉四照花葉面積的不同測(cè)定方法之間均有顯著差異.

2. 3　各植物葉片面積的回歸方程及檢驗(yàn)

從表4可得出:在以葉長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)×葉寬為變量的葉面積回歸方程中,以葉片長(zhǎng)與寬的乘積為變量時(shí)的相關(guān)系數(shù)最大,測(cè)得的結(jié)果也最為準(zhǔn)確. 各回歸方程為狹葉四照花葉長(zhǎng)與面積回歸中R2 最小為0. 428 0,山茱萸葉長(zhǎng)乘以葉寬與面積回歸中R2 最大為0. 969 9;同種植物回歸方程中山茱萸各回歸方程之間R2 值差異最小,燈臺(tái)樹各回歸方程之間R2 值差異最大.

2. 4　數(shù)字圖像處理法的應(yīng)用檢驗(yàn)

以每種植物的中部生長(zhǎng)葉片為對(duì)象,各選取3～5片葉片,用數(shù)碼相機(jī)活體拍照,采用數(shù)字圖像處理法測(cè)定相應(yīng)面積,然后用方格記數(shù)法測(cè)出相應(yīng)葉片的實(shí)際葉面積,進(jìn)行比較得表5. 對(duì)于葉表面褶皺較大、葉面較為扭曲的葉片不宜采用此方法,例如　木的葉面積數(shù)字圖像處理法. 此方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可活體測(cè)量、不會(huì)損失葉片、測(cè)量精度高. 由表5看出,數(shù)字圖像處理法測(cè)定山茱萸科植物( 　木除外)葉面積是相對(duì)準(zhǔn)確的.

3　討論

用5種方法測(cè)量6種山茱萸科植物的單葉面積,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),不同的方法測(cè)量的結(jié)果有顯著差異,且面積較小的葉片測(cè)量結(jié)果誤差較大,隨著葉面積的增大其精確度相應(yīng)增加,但對(duì)于表面較褶皺的葉片不適宜用數(shù)字圖像處理法測(cè)定. 在回歸分析檢驗(yàn)中, 　木、狹葉四照花等植物葉片的某個(gè)回歸方程的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果差異顯著,說(shuō)明不是所有的回歸方程都適合于計(jì)算葉面積. 這一方面取決于建立回歸方程時(shí)的自變量的取值范圍,另一方面,在以不同自變量建立的回歸方程中,應(yīng)有一個(gè)最佳方程用于計(jì)算葉面積. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論,其精確度從高到低的順序是:方格記數(shù)法、數(shù)字圖像處理法、回歸方程法、畫紙稱重法和葉面積儀法,其中,在使用用葉面積儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn),葉片越平整、厚度越小測(cè)量精度越高.

在測(cè)定方法中,方格計(jì)數(shù)法、畫紙稱重法過(guò)程繁瑣、耗時(shí)、容易出錯(cuò);數(shù)字圖像處理法較準(zhǔn)確,能用于不同植物種葉面積的批量測(cè)量;但對(duì)測(cè)量者的要求要高一些;回歸方程法可以活體測(cè)量,速度快,適用于大量同一品種植物的葉面積測(cè)量; SHY - 150掃描式活體葉面積儀測(cè)量較為快捷簡(jiǎn)便且可活體測(cè)量. 除回歸方程法和數(shù)字圖像處理法SHY - 150掃描式活體叫面積儀不需要離體測(cè)量外,其他方法都要求離體測(cè)量對(duì)樹體有一定的損傷. 選擇測(cè)量方法應(yīng)綜合考慮誤差、精確度、測(cè)量時(shí)間、工作效率、對(duì)植株損傷小因素, SHY - 150掃描式活體葉面積儀測(cè)定葉面積方法較為適宜.