油茶叶片SPAD值与叶绿素含量的相关分析

王 瑞 ，陈永忠 ，陈隆升，彭邵锋 ，王湘南 ，杨小胡，马 力

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2国家林业局 油茶研究开发中心，湖南 长沙 410004）

油茶叶片SPAD值与叶绿素含量的相关分析

王 瑞1,2，陈永忠1,2，陈隆升1,2，彭邵锋1,2，王湘南1,2，杨小胡1,2，马 力1,2

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2国家林业局 油茶研究开发中心，湖南 长沙 410004）

为了探究油茶叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性，采用SPAD-502叶绿素仪与分光光度法分别测定了油茶叶片的SPAD值与叶绿素含量。研究结果表明，油茶叶片SPAD值与叶绿素a 、叶绿素b以及总叶绿素含量间均存在极显著正相关关系. 通过线性回归得出了SPAD值与叶绿素a 、叶绿素b以及总叶绿素含量间的回归方程。通过15个不同品种叶片SPAD值与叶绿素含量实测值与预测值的统计检验，叶绿素a与总叶绿素含量的实测值与预测值间不存在显著差异，可以通过回归方程利用SPAD值来预测油茶叶片叶绿素的绝对含量。

油茶；SPAD值；叶绿素含量；相关分析

叶绿素是绿色植物进行光合作用的物质基础，是叶片的主要光合色素，叶绿素含量的高低是反应植物叶片光合能力及植株健康状态的主要指标[1]。目前叶绿素含量的测定方法主要有2种，一种是传统的分光光度法，另一种是SPAD叶绿素仪法。SPAD-502叶绿素仪可在田间无损状况下快速测量植物叶片单位面积叶片当前叶绿素的相对含量[2]，即SPAD值。目前，叶绿素仪已在园林树木[3]、果树[4]、玉米[5]、水稻[6-8]、小麦[9]、烤烟[10]等农业生产上得到了广泛的应用[11]。SPAD叶绿素仪在油茶上的应用不多，张日清等利用SPAD-502叶绿素仪研究了不同物种（无性系）间油茶叶片SPAD值的差异，结果表明不同油茶物种（无性系）间叶绿素含量差异显著，同物种(无性系) 内不同叶位SPAD值大小均表现为叶基＞叶中部＞叶尖，但叶位间的SPAD值均无显著差异[12]。胡玉玲等研究了施肥对赣无系列油茶叶片SPAD值及养分的影响，研究结果表明氮对油茶春季叶片SPAD值贡献率最高，施油茶专用肥叶片SPAD值含量最高[13]。笔者以“湘林”系列油茶优良品种为材料，研究了叶片SPAD值与叶绿素含量间的相关性，通过拟合回归方程可以快速预测叶绿素的绝对含量，为叶绿素的测定提供了便利，为生产实践提供了指导。

1 材料与方法

1.1 试验地自然状况

试验地位于湖南浏阳市沙市镇中山村，东经111°53′～ 114°15′，北纬 27°51′～ 28°41′，为亚热带季风湿润气候，年平均温度16～18℃，年日照时数1 300～1 800 h，雨热同期，年平均降水量1 200～1 700 mm，立地条件好，适合油茶生长。

1.2 试验材料

供试材料为湖南省林科院油茶丰产示范林基地的10年生油茶测定林，包括XL2、XL4、XL19、XL26、XL35、XL40、XL47、XL51、XL56、XL67、XL78、XL81、XL89、XL92、XL97等15个“湘林”系列油茶无性系，由湖南省林业科学院选育，适生于湖南、江西、广西等油茶主产区。

1.3 研究方法

试验于2009年6月进行，每个无性系选择3株有代表性植株，每株树选择3片叶片。另外，XL78号选定1株树选择15片叶片进行测定。

1.3.1 SPAD值的测定

使用日本生产的SPAD-502 型叶绿素计进行测定，选择向阳的健康成熟当年生新梢第3、4叶位，分别在叶基、叶中、叶尖处测得SPAD值，求出每片叶的平均值，进行3 个重复。同时，在相应部位上用自制打孔器取材，将打孔圆片冷藏带回实验室进行叶绿素含量测定。

1.3.2 叶绿素含量的测定

叶绿素含量的测定采用丙酮法[14]。把叶磨碎，用80%的丙酮溶液提取，过滤后定容，用日本岛津公司生产的UV-2550紫外可见分光光度计测定。

按下式计算叶绿素的含量:

式中：Ca为叶绿素a的含量(mg/g)；Cb为叶绿素b的含量(mg/g)；Ct为叶绿素的总量（鲜重） (mg/g)；D645，D663表示在663 nm和645 nm波长下的光密度，V为定容体积(mL)，W为称样量(g)。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2003、DPS7.05软件进行数据整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 同一植株不同叶片间SPAD值与叶绿素含量的相关性分析

试验采用SPAD叶绿素仪与分光光度法同时测定了油茶“XL78”同一植株15片叶片的SPAD值与叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量，并对其SPAD值与叶绿素含量进行了相关分析，由表1可以看出，同一植株不同叶片间SPAD值与叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量间均存在极显著相关关系，说明SPAD值作为间接指标可以很好的反应油茶叶片叶绿素含量的情况。

表1 同一植株不同叶片间SPAD值与叶绿素含量的相关性分析†Table 1 Correlation analysis on SPAD value and chlorophyllcontent between leaves in the same tree

将15片叶片的SPAD值分别与相应的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量进行了线性回归分析，由表2可知，油茶叶片叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素含量与SPAD值间呈线性函数y=a+bx规律变化，并且均达到极显著水平，叶绿素含量随SPAD值的增加而增加。方程中的b为SPAD值随叶绿素含量变化的速率，说明总叶绿素含量随SPAD值的变化速率最大，其次为叶绿素a，叶绿素b的变化速率最小。

表2 油茶同一植株不同叶片间SPAD值与叶绿素含量的回归方程†Table 2 Regression equations between SPAD value and chlorophyll in various leaves of same tree

2.2 油茶不同品种间叶片叶绿素含量实测值与回归方程预测值统计检验

由表3可知，油茶不同品种叶片的叶绿素含量与SPAD值在一定范围内波动，SPAD值为57.58～76.76，叶绿素a含量为0.491～0.974 mg/g，叶绿素b含量为0.192～0.358 mg/g，总叶绿素含量为0.703～1.331 mg/g。XL40的SPAD值最高，为76.76；XL517的总叶绿素含量最高，为1.331 mg/g。

表3 不同品种叶片SPAD值与叶绿素含量的实测值与预测值Table 3 Measured values and predictive values of SPAD value and chlorophyll in different leaves of same species tree

将测得的“湘林”系列油茶15个不同品种的SPAD值代入表2回归方程，计算出叶绿素a 、叶绿素b以及总叶绿素含量的预测值（见表3），将采用分光光度法测得的实测值与预测值一起进行统计分析，统计结果见表4～6。

表4 不同品种叶绿素a含量实测值与预测值间方差分析Table 4 Variance analysis of measured values and predictive values of chlorophyll a in different species tree

表5 不同品种叶绿素b含量实测值与预测值间方差分析Table 5 Variance analysis of measured values and predictive values of chlorophyll b in different species tree

表6 不同品种总叶绿素含量实测值与预测值间方差分析Table 6 Variance analysis of measured values and predictive values of total chlorophyll content in different species tree

由表4～6可知，油茶叶片叶绿素a含量与总叶绿素含量的实测值与预测值的统计检验p值分别为0.145 3和0.070 4，均大于0.05，说明油茶不同品种叶片叶绿素a含量与总叶绿素含量的实测值与预测值差异不显著，可以通过回归方程预测叶绿素a含量与总叶绿素的绝对含量；叶绿素b实测值与预测值间差异极显著，不能通过回归方程直接预测叶绿素b的绝对含量。

3 结论与讨论

3.1 结 论

（1）油茶叶片SPAD值与叶绿素a 、叶绿素b以及总叶绿素含量间均存在极显著正相关关系。

（2）VSPAD值与叶绿素a 、叶绿素b以及总叶绿素含量间的回归方程，分别为：y=0.017 7 VSPAD-0.450 5，y=0.005 0VSPAD-0.034 4，y=0.022 6 VSPAD-0.4849，且均为极显著。

（3）通过15个不同品种叶片SPAD值与叶绿素含量实测值与预测值的统计检验，叶绿素a含量与总叶绿素含量的实测值与预测值差异不显著，即可以通过回归方程利用SPAD值预测叶绿素a含量与总叶绿素含量；叶绿素b实测值与预测值间差异极显著。

3.2 讨 论

采用SPAD叶绿素仪、分光光度法测定的叶片绿叶素值均可反映叶绿素含量的多少，但前者是相对含量值，而后者是绝对含量值[4]。采用SPAD叶绿素仪可以快速、无损的测定叶绿素的相对含量，而分光光度法则需损坏叶片，操作繁杂。本文通过分析所得的线性回归方程，利用所测得的SPAD值得到了叶绿素含量的预测值，通过实测值与预测值的统计检验， SPAD值与叶绿素含量叶绿素a含量与总叶绿素含量的实测值与预测值差异不显著，即可以通过回归方程利用SPAD值预测叶绿素a含量与总叶绿素含量；叶绿素b实测值与预测值间差异极显著，不能通过回归方程直接预测叶绿素b的含量，但是可以通过公式“Cb=Ct-Ca”计算叶绿素b的含量，所以，通过回归方程利用SPAD值来预测油茶叶片叶绿素的绝对含量是可行的，为叶绿素的快速测定提供了便利，为生产实践提供了指导。

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Correlation analysis of SPAD value and chlorophyll content in leaves of Camellia oleifera

WANG Rui1,2, CHEN Yong-zhong1,2, CHEN Long-sheng1,2, PENG Shao-feng1,2, WANG Xiang-nan1,2, YANG Xiao-hu1,2, MA Li1,2
(1. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Oil-tea Camellia Research and Development Center of State Forestry Administration, Changsha 410004, Hunan, China)

In order to study the relationship between SPAD value and chlorophyll content in leaves of Camellia oleifera, the SPAD value and chlorophyll content in leaves of C. oleifera were measured by using chlorophyll meter SPAD-502 and spectrophotometry. The results show that the relationships between SPAD value and chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll content in leaves of C. oleifera were all very signif i cant. The three regression equations between SPAD value and chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll content were obtained. Through the statistic tests of the measured values and predictive values of 15 species leaves SPAD value, it was found that there were no signif i cant differences between measured values and predictive values, so the regression equations could be used to forecast chlorophyll content of C. oleifera by SPAD value.

Camellia oleifera; SPAD value; chlorophyll content; correlation analysis

S718.43；S794.4

A

1673-923X(2013)02-0077-04

2012-06-13

中央财政林业科技推广示范跨区域重点推广示范项目“油茶高产新品种区试示范及丰产栽培技术推广”（［2009］TK019号），“油茶杂交新品种及丰产栽培技术集成示范“（［2011］TK074号）

王 瑞（1983-），女，山东东营人，助理研究员，博士研究生，主要从事经济林育种与栽培研究；

E-mail：wangrui102@163.com

[本文编校：罗 列]