制种西瓜产籽量与叶面积指数及留叶量的相关性分析

周先林 樊丹 朱艳梅 张淑霞 香迎春

摘要：采用格子法进行西瓜叶面积测算，对叶面积与叶长×叶宽，产籽量与叶面积指数及田间留叶量的相关性进行了研究。结果表明：西瓜叶面积与叶长×叶宽存在显著正相关，相关系数为0.971；西瓜产籽量与叶面积指数在一定范围内紧密相关，当叶面积指数为1.8时，产籽量达到最大值，同时根据田间最佳叶面积指数，估算出植株留叶量。

关键词：西瓜；产籽量；叶面积指数；留叶量

叶面积指数(1eaf area index，LAI)作为进行植物群体和群落生长分析的一个重要参数，反映了植物叶面的数量变化，能定量描述植物群体水平上叶片的生长和叶片密度的变化，为植物群体和群落生长的定量分析提供了途径。是反映作物长势与预报作物产量的一个重要农学参数。制种西瓜产籽量与种植密度、每株留叶量及主蔓长度等密切相关。本文利用西瓜群体叶面积的简单估算方法，对叶面积与叶长×叶宽，产籽量与叶面积指数进行了相关性分析，并根据最佳叶面积指数，估算出植株的留叶量，旨在为制种西瓜的合理密植和田间科学管理提供参考依据。

1材料与方法

1.1材料

供试西瓜品种为西域神话。由国家瓜类工程技术研究中心、新疆西域种业股份有限公司选育。

1.2试验设计

试验在新疆昌吉市佃坝乡黎明一队国家瓜类工程技术研究中心制种基地内进行。试验地土质为砂壤土，土壤肥力中上等。株行距为20cmx140cm，667m²定植2300株；采用单蔓整枝，1株1瓜，主蔓第2朵雌花留瓜。生长期间，田间栽培技术按常规栽培统一进行。

1.3测定项目与方法

1.3.1

叶面积指数测定在果实膨大期随机摘取20片叶，测定其叶长和叶宽，使用格子法估算出叶面积，测叶板每格1cm，计数时叶片边缘部分超过格子的1/2算1整格，小于12不计，建立叶面积与叶长×叶宽的相关性方程。同时，随机选取20株，每株任选5片叶测定叶长和叶宽，并记录每株总叶片数量，根据叶面积与叶长×叶宽的相关性方程求出每片叶的面积。按以下公式计算出叶面积指数：

叶面积指数(LAI)=单位土地面积上的叶面积/m²/单位土地面积/m²

同时，根据田间最佳叶面积指数，对单株最佳留叶量进行测算。

1.3.2产籽量测定收获期测定对应20株的单瓜产籽量，按667m²定植2300株计算。分别折算成

667m²产籽量。

1.4数据统计分析

采用Excel 2003、SPSS13.0统计软件对试验数据进行相关分析和作图。

2结果与分析

2.1叶面积与叶长×叶宽的相关性

将叶长和叶宽的乘积与所测得的实际叶面积进行回归分析(图1)，得出叶长和叶宽的乘积与叶面积的直线回归方程：y=0.001+0.331x(r=0.971，t=17.226^**)。从检验结果看，西瓜叶面积与叶长和叶宽的乘积之间关系密切，达极显著水平，可以通过量取西瓜叶长和叶宽的乘积估算叶面积。

2.2产籽量与叶面积指数的相关性

2.2.1产籽量与叶面积指数的数量特征对西瓜产籽量与叶面积指数的数量特征对西瓜产籽量与叶面积指数的数量特征进行描述统计分析(表1)，可知产籽量与叶面积指数的数量特征在样品间存在着广泛的变异。产籽量变异系数较小，为17.81％，主要集中分布在15.5-23.4kg·667m^-2，此区间的样本数量占总样本数量的70.0％：叶面积指数变异系数较大，为21.64％，主要集中于1.41～1.92，此区间的样本数占总样本数的75.0％：产籽量和叶面积指数所选样本的卡方值均小于x²0.05=1.1，总体服从正态分布。

2.2.2产籽量与叶面积指数的相关性分析叶片是植物光合作用的主要器官，植株叶片的大小和数量的多少与光合作用关系极大，叶面积指数越大，利用光能就越充分，光合产物就高，反之就少。将西瓜

的叶面积指数与其产籽量进行模拟分析(图2)，可得出产籽量与叶面积指数的关系模型为：y=-31.988x²+114.957x-78.323，r=0.968；经F检验，F=94.741>F0.01，达到极显著水平，表明西瓜产籽量与叶面积指数具有极显著相关关系。

通过对模拟方程求偏导数，得出当x=1.8时，y曲线达到最大值，即此时产籽量最高。说明在一定范围内，单位面积西瓜产籽量随叶面积指数的增大而提高，当叶面积指数增大到某一点时，产籽量达到最大值；若叶面积指数继续增大，产量反而降低。这是由于当田间叶面积指数过大时，叶片之间相互遮盖得不到充足阳光。植株光合作用效率降低，同时自身养分消耗增加，造成单株产籽量降低，导致单位面积产量下降。

2.3叶面积指数与田间留叶量的相关性

2.3.1

叶面积指数与单株最佳叶面积相关性分析根据图2可得出西瓜的最佳叶面积指数(LAI)=1.8，说明西瓜田间最佳留叶群体总面积约是栽培面积的1.8倍。也就是说该试验品种在株行距配置为20cmx140cm，667m²定植2300株，单蔓整枝的情况下，667m²保留1.8×667m²=1200.6m²的叶面积为最佳值，由此推算出：

单株最佳叶面积/m²=1.8×单位面积/m²/单位面积种植株数/株=1.8×667/2300=0.522

2.3.2叶面积指数与单株留叶量的相关性分析根据西瓜田间的单株最佳叶面积，可以用随机量取实际单株叶长和叶宽乘积的办法，由直线回归方程y=0.001+0.331x，求出单叶面积的估算值，利用以下公式，即可求出单株最佳叶片数量：

单株最佳留叶量/片=单株最佳面积 /m²/0.001=0.331/m²

根据在膨瓜期随机摘取的20片叶，测定其叶长和叶宽乘积的平均值为0.0403m²，利用以上公式可推算出该品种在试验栽培密度下的单株最佳留叶量为36片叶。

3讨论与结论

叶面积指数作为研究植物群体结构的重要参数之一，研究制种西瓜叶面积指数可以为合理栽培和科学管理提供理论依据。叶片是光合作用的主要器官，植株叶片的大小和数量的多少与光合作用的关系极大，合理的叶面积是充分利用光能、保证植物高产优质的主要条件。本试验采用格子法估算叶面积，在精度与准确度上可能与实际叶面积存在一定的误差。

叶面积指数的测定方法有多种，间接测量的方法是测量叶面积指数的重要手段。通过系数法间接测定西瓜叶面积，再计算叶面积指数，对研究西瓜叶面积指数的动态变化具有重要意义。但由于西

瓜品种不同，叶片的形态特征不一。不能用统一的回归方程或系数测算叶面积。因此，在实际应用中，应根据具体西瓜品种建立叶面积与叶长和叶宽之积的相关性模型，以指导实际生产。

在一定的叶面积指数范围内，叶面积的增加与产量形成的关系成正相关，即单位面积产量随叶面积指数的增加而提高。当叶面积指数超过某一限度时，产量反而下降。本研究结果表明，叶面积指数与产籽量间存在极显著相关性，当叶面积指数为1.8时，其产籽量最高，推算出单株留叶量为36片叶，说明试验品种在此叶片密度下能最大限度地利用光能和土地。

本试验仅对产籽量与叶面积指数及留叶量的相关性进行了分析，对于叶面积指数与光合强度的关系，以及如何进一步提高植株的净同化率(NAR)等问题，有待今后进一步研究。

参考文献

[1]汪耀富，高华军，邵孝侯，等.烤烟叶面积指数增长的优化模型研究[J].河南农业科学，2005(10)：42-45.

[2]王希群，马履一，贾忠奎，等.叶面积指数的研究和应用进展[J].生物学杂志，2005，24(5)：537-541.

[3]薛利红，曹卫星，罗卫红，等.光谱植被指数与水稻叶面积指数相关性的研究[J].植物生态学报，2004，28(1)：47-52.

[4]刘保才，李建钊，李才华，等.西瓜群体叶面积指数与田间最大留叶量分析[J].中国西瓜甜瓜，2004(3)：14-16.

[5]徐小利，赵卫星，常高正，等.西瓜产量与叶面积指数的相关性分析[J].河南农业科学，2010(7)：84-85.

[6]中国农业科学院蔬菜研究所，中国蔬菜栽培学[M].北京：农业出版社，1987，131-134.

[7]唐延林，王秀珍，王福民，等.农作物LAI和生物量的高光谱法测定[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2004，3(11)：100-104.

[8]吴伟斌，洪添胜，肖磊，等.叶面积指数测试系统的计算机仿真与构建[J].江苏大学学报：自然科学版，2006，27(6)：480-484.

[9]刘铁梅，曹卫星，罗卫红，等.小麦叶面积指数的模拟模型研究[J].麦类作物学报，2001，21(2)：38-41.

[10]宋吉清，崔爱娜，孙玉君，等.西瓜叶面积测量方法的研究[J].中国果菜，2002(6)：12.

[11]吴伟斌，洪添胜，王锡平，等.叶面积指数地面测量方法的研究进展[J].华中农业大学学报，2007，26(2)：270-275.