马铃薯叶面积速测方法的研讨

赵春燕，赵春晓，方子森，魏镇泽，王玲芳，郭亮

（1.甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州 730070；2.天水市秦州区林业局，甘肃 天水 741000）

叶片是植物主要的光合器官,也是进行蒸腾的主要途径,其面积的大小对自身的生长发育、光能利用、干物质积累、产量及经济效益都有显著的影响。叶面积的大小是研究作物生长发育规律、群体光合效能和制定作物栽培措施与技术标准的重要参数[1－3]。叶面积的测定是植物生长分析方法中不可或缺的基本技能。

作物叶面积的测定方法很多，可分为两大类，即传统方法和现代方法。传统的叶面积测定方法主要有重量法，依据同质材料面积和质量成比例的原理研发出了多种具体测定方法。其精、准、快速是最大的特点。然而，现代方法因仪器价格昂贵、大田测定携带不便、光电池不够灵敏、技术要求较高等原因，影响了其普及。相对而言，传统的多种叶面积测定方法对设备的要求简单、技术要求不高，且各具特色和适用的范围，仍有广泛应用的价值。

在传统方法中，长宽求积法是指用直尺测量被测叶片的最大长度和最大宽度，以长宽乘积再乘以矫正系数k得到叶面积的方法；基于系数法的回归分析法更是简单，快捷。这两种方法的前提条件是必须用别的方法确定了所用系数之后才能应用，而且估算系数会随作物种类、品种、生育状况而有所不同。这两种方法最大的优点是可以活株、定点定位测定，不破坏植株。在研究材料数量较少或较珍贵的情况下，这两种方法更为实用和独到。现就这两种方法在马铃薯叶面积测定中的研究展开讨论，以供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试马铃薯品种为大西洋，种薯由亚盛集团条山农场提供。试验于2008年11月25日～2009年4月28日在甘肃农业大学智能连栋温室内进行。采用深沟高畦栽培，常规管理。共分5个小区，3次重复。每小区面积3.6 m×13.5 m=48.6 m2，行距0.9 m，株距13.5 cm，播种密度82500株/hm2。底肥:有机肥料45 t/hm2，过磷酸钙600 kg/hm2。种肥:硫酸钾复合肥600 kg/hm2，尿素150 kg/hm2，磷酸二铵225 kg/hm2，纯硫酸钾150 kg/hm2，硫酸锌30 kg/hm2。追肥:于现蕾、盛花期两次分别施用硫酸钾复合肥和尿素各150 kg/hm2，于盛花期施用硫酸锌和硫酸镁各15 kg/hm2，硫酸锰45 kg/hm2。

1.2 测定方法

1.2.1 系数法盛花期在每个小区中随机选取连续的5个植株，每样株上随机选取2个有代表性的叶片，每小区共测定10个叶片，总共测定50个叶片。

采用剪纸称重法[9]测定每个被测叶片的实际面积Si（i=1～50），50个叶片实际面积的和用Sa表示；同时记录每个被测叶片的最大长度Li（从叶基到叶尖，不含叶柄）和最大宽度Ni（叶片上与主脉垂直方向上的最宽处），Li×Ni为近似叶面积Si′,50个叶片近似面积的和用Sb表示,用Sa/Sb得到矫正系数k。

单位面积标准纸重的测定:选用50张较厚且薄厚均匀的长方形纸片（本试验采用铜板纸，面积须大于被测马铃薯最大值），量其长、宽，求出面积S，然后在电子天平(AR1140/C，0.0001 g)上称重，得出重量W，单位面积标准纸重＝W/S。

实际面积Si的测定:把纸紧贴在被测活体叶片下部，沿叶部轮廓用铅笔在纸上准确描划出被测叶片的形状，包括马铃薯叶片上的小裂片在内。然后用剪刀沿叶形轮廓线剪下纸叶，得到叶片纸模，在电子分析天平上称得纸模重量Wi，将此重量除以单位面积标准纸重（W/S）,即得到被测叶片的实际面积Si。

1.2.2 回归方程法以叶长、叶宽为主要参数建立回归方程:

式中yi为第i片马铃薯叶面积（cm2）；xi为第i片马铃薯叶片的叶长或叶宽（cm）；a、b为系数。

2 结果与分析

2.1 植株叶面积系数K的计算

2.1.1 测得的长Li、宽Ni以及长宽积Si值在被测的5个小区内，用直尺测出50片叶的长度Li（从叶基到叶尖，不含叶柄）和叶宽Ni（叶片上与主脉垂直方向上的最宽处），测量结果见表1。求出长与宽的乘积Si′，即Si′=Li×Ni，计算结果见表2。

表1 五个小区测得的叶片的长Li×宽Ni（cm×cm）

表2 五个小区测得的叶片的长宽积Si'（cm2）

2.1.2 剪纸称重法测定植株实际叶面积将选定叶样按其实际形状大小、用质量相同的纸剪成纸模。将所有叶模放入60℃烘箱中烘烤12 h,除去纸样水分。冷却后用电子分析天平（FA1604，0.0001 g）将纸模分别称重，得出50个纸模重量Wi（表3）。

2.1.3 系数法测定植株近似叶面积经测量与计算，试验所用标准纸样及纸模的数据见表4。由表3、表4可求得实际叶面积Sa（cm2）值。然后，根据表2中的数据计算近似面积Sb，并将Sa除以Sb，算得矫正系数k，记为k=Sa/Sb，求得k为0.7264，将各片叶的长宽积乘以k，即得到各叶以系数法估测的叶面积。

2.2 叶面积与各因子间回归方程的建立和显著性分析

表3 五个小区测得的纸模重量W（g）

表4 试验所用标准纸样及纸模的数据指标

以马铃薯叶长（x1）、叶宽（x2）、叶长×叶宽为主要参数，建立了与叶面积（y）的回归方程y=a x+b，计算结果见表5。由表5可知，叶长、叶宽与叶面积之间的相关系数分别为0.9152、0.9464，叶长和叶宽与叶面积的复相关系数为0.9868，均在0.01水平下达到了显著性。3个回归方程均可用于测算马铃薯的叶面积，其中以叶长×叶宽与叶面积的回归方程测算结果最为精确，叶宽的次之，叶长的相对较差。

表5 不同指标与叶面积的回归方程及显著性检验

回归方程的相关系数均大于相关系数检验临界值，达到了极显著水平。可见用这种方法来模拟计算叶面积，相关性极强，效果很好。

3 小结与讨论

该试验仅测定了马铃薯品种大西洋，其长宽求积法测定叶面积的矫正系数为0.7264。其他品种是否适宜，还有待于进一步试验研究确定。回归方程方法中的系数a、b随着马铃薯品种的不同而变化，同样需要通过试验确定。

叶长、叶宽以及叶长×叶宽与叶面积均呈极显著的正相关关系,其相关系数和复相关系数分别为0.9152、0.9464、0.9868，一元回归方程均达极显著水平，3个回归方程均可作为测算马铃薯叶面积的回归方程。在具体应用时，可根据所要求的精确度进行选择。利用前两个回归方程测定马铃薯的叶面积可节省50%的工作量，其中叶宽与叶面积的回归方程精度更高一些。如果精度要求较高时，可选用叶长×叶宽与叶面积的回归方程，一般性定性测定可选择叶宽与叶面积或叶长与叶面积的回归方程进行估测。

系数法和回归方程法是两种无损伤的估算叶面积的方法，和重量法、叶面积仪法、网格法等测定方法相比，具有简便、快捷和无损伤的特点，是两种较好的活株测定马铃薯叶面积的方法。在实践中，只需测量叶宽或叶长，大大节约了测量的时间。

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