桃树叶片叶绿素含量与SPAD 值的相关性分析

李 田，韩 霞，肖 龙，高 静，林云弟，赵婧杰

（山东省潍坊市农业科学院 山东省核果果树工程实验室，山东 潍坊 261071）

桃Prunus persica是我国第三大落叶果树。近几年，我国桃产业发展迅速，已成为世界第一产桃大国[1]。桃也受到越来越多的人们喜欢，所以对桃的产量和品质提出了更高的要求。叶绿素含量和桃果实品质具有相关性，所以在植株的整个生长发育期，可以通过测定叶绿素含量来评价其营养状况，从而判断果实品质。因此，快速简便地测定叶绿素含量对于提高果树品质意义重大。

分光光度法和SPAD 叶绿素仪检测法是目前常用的测量叶绿素的两种方法。分光光度法，可以准确测量叶绿素的含量，但是耗时又费力。SPAD 叶绿素仪是用来测定叶绿素相对含量的便携式野外测定仪，通过仪器发射的660 和940 nm 的红光和近红光进行 SPAD 值的测定。SPAD 值也称作绿色度，是一个无量纲的比值，是反映植物相对叶绿素含量的指标[2]。SPAD 叶绿素仪检测法具有快速、准确、简便的特点，已经在多种果树[3-7]中得到广泛的应用，但其在桃树上的应用却未见报道。利用SPAD 值预测不同果树叶绿素含量的函数模型存在一定差异，同一树种的不同品种之间也存在一定的差异[8-9]。特别是桃的种类与品种较多，主要有普通桃（早熟、中熟、晚熟）、油桃、蟠桃、油蟠桃等[10]，如果逐一建立函数模型，则不利于实际应用。因此，选取不同种类的桃品种叶片作为试验材料，采用分光光度计和叶绿素仪测定各桃品种叶片的叶绿素含量，研究其叶绿素含量与SPAD 值间的相关性，为不同种类桃品种叶绿素含量的测定建立统一的回归方程，以便能快速预测叶绿素绝对含量，从而为生产实践提供技术指导。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验在山东省潍坊市农业科学院试验场果树资源圃中进行，该资源圃有引种桃品种100 多个，均为3年生。

1.2 材料的选取与采集

2017年7月进行试验。在该果树资源圃中随机选取20 株生长健壮的桃品种植株，在每一棵树的中上部各采集叶片1 片，共采集叶片20 片，作为建立回归模型的样叶；然后分别选择油桃‘龙峰’、油蟠桃‘美月’、蟠桃‘瑞蟠35’和早熟桃‘丹丽’、中熟桃‘丹玉’、晚熟桃‘青州蜜桃’等6 个品种，每品种各采集叶片5 片，共采集叶片30 片，对回归模型进行验证。将采集的桃叶片编号后立即拿回实验室测定。

1.3 测定方法

SPAD 值的测定：用日本SPAD-502 测定仪测定SPAD 值，将取回的叶片表面擦净，选择叶片的前、中、后3 个点（检测时避开叶脉），利用SPAD 叶绿素测定仪进行测量，取3 个点的平均值为SPAD 值。

叶绿素含量的测定：采用96%乙醇提取法[11]，用普析TU-1810 紫外分光光度计测定，并根据如下公式进行换算：

式（1）～（3）中，Ca、Cb、Ct分别表示叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量，A665、A649分别表示在665、649 nm 的波长下测定的提取液吸光值，V为提取液体积（mL），W为样品质量（g）。

1.4 数据分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0 软件进行数据整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 桃叶片SPAD 值与叶绿素含量的测定结果

随机选取叶片20 片，测定其SPAD 值和叶绿素含量，结果见表1。由表1可知，SPAD 值为35.90～50.60；叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量分别为1.416 3～2.511 2、0.410 0～1.071 4、1.853 6～3.582 5 mg·g-1。

对测定的SPAD 值和叶绿素含量进行了相关性分析，结果见表2。从表2中可以看出，随机选取的不同桃品种叶片的SPAD 值和叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量之间的相关性都达到了极显著水平，这充分说明了SPAD 值可以很好地反映桃树叶片叶绿素含量情况。

2.2 桃叶片叶绿素含量与SPAD 值之间的最佳拟合回归方程

为了得到 SPAD 值与叶绿素a、叶绿素b 及总叶绿素含量之间的最佳函数关系，通过线性方程、二次多项式方程、对数方程、指数方程、乘幂方程等进行回归分析，根据决定系数（R2）的大小来判定拟合方程的优劣，分析结果见表3。从表3中可以看出，将SPAD 值分别与叶绿素a、叶绿素b 及总叶绿素进行不同函数方程拟合时，各方程的相关性均达到极显著水平，其中拟合程度最高的为二次多项式方程，其R2值分别为0.897 1、0.870 2、0.892 9；其次为对数方程，其R2值分别为0.890 1、0.870 1、0.890 3；再次为线性方程，其R2值分别为0.880 7、0.869 0、0.883 8；且此3 个拟合方程的R2值相差不大。据此可以认为，此3 个函数方程均可以作为叶绿素a、叶绿素b 及总叶绿素含量的拟合方程，为了方便于实际生产中计算，选择了线性方程作为桃叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量与SPAD 值之间的拟合回归方程，其分别表示如下：

式（4）～（6）中，y分别为叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量，x均为SPAD 值。

表1 供试20株桃树样叶SPAD值与叶绿素含量的测定结果Table 1 Results of SPAD values and chlorophyll contents in leaves specimens of 20 tested peach trees

2.3 不同桃品种间叶绿素含量实测值与预测值的统计检验结果

将测量的6 个桃品种叶片（共30 片）的SPAD 值代入表 3 的线性方程中，计算出叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的预测值，再将之与以分光光度计法测量的实际值进行统计检验，6 个品种的实测值和预测值见表4。

表2 不同品种桃叶片SPAD值与叶绿素含量的相关性分析结果† Table 2 Correlation of SPAD value and chlorophyll content in leaves of different peach cultivars

对6 个桃品种的实测值和预测值进行独立样本t检验的统计分析，得出‘龙峰’桃叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值分别为0.492、0.646、0.786，均大于0.05；‘美月’桃叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值分别为0.155、0.767、0.416，均大于0.05；‘丹丽’桃叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值分别为0.664、0.940、0.798，均大于0.05；‘丹玉’桃叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值分别为0.650、0.593、0.619，均大于0.05；‘青州蜜桃’叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值分别为0.291、0.495、0.774，均大于0.05；‘瑞蟠35’桃叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值分别为0.758、0.564、0.680，均大于0.05。以上6 个品种桃叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值统计检验的P值均大于0.05，说明6个品种的实测值与预测值间的差异不显著，可以用线性方程来预测这6 个品种的叶绿素的绝对含量。

对不同种类的6 个桃品种叶片叶绿素的预测值和实测值进行方差分析，结果见表5。由表5可知，叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素的预测值和实测值间方差分析检验的P值分别为0.159 1、0.376 2、0.584 3，均大于0.05，说明叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素的预测值和实测值之间的差异不明显，可以用线性方程预测叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素的绝对含量。

表3 SPAD值与叶绿素含量之间相关性拟合方程Table 3 Correlation fitting equations between SPAD values and chlorophyll contents in leaves

表4 不同品种桃叶片SPAD值与叶绿素含量的实测值与预测值Table 4 Actually measured and predicted values of SPAD and chlorophyll contents in leaves of different peach cultivars

3 结论与讨论

3.1 结 论

采用 SPAD 叶绿素仪和分光光度法测定的植物叶片叶绿素值的大小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[3]，前者操作简单，后者耗时费力。本文对所测桃叶片SPAD 值和叶绿素绝对含量值进行了相关性分析，得出SPAD 值与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素之间达到极显著水平，并得出了最优回归方程，其分别为：

式（7）～（9）中，y分别为叶绿素a、b 和总叶绿素的含量，VSPAD为SPAD 值。并对油桃‘龙峰’、油蟠桃‘美月’、蟠桃‘瑞蟠35’、早熟桃‘丹丽’、中熟桃‘丹玉’、晚熟桃‘青州蜜桃’等6 个不同种类桃品种的SPAD 值与叶绿素含量的实测值与预测值进行了统计检验，结果表明，叶绿a、叶绿素b 和总叶绿素含量的实测值与预测值的差异不显著，说明利用SPAD 值通过回归方程测定各类桃品种的叶绿素绝对含量是可行的，这为生产实践中快速测量桃的叶绿素提供了指导方法。

表5 不同品种桃叶片叶绿素含量实测值与预测值的方差分析结果 Table 5 Variance analysis result of actually measured values and predicted values of chlorophyll contents in leaves of different peach cultivars

3.2 讨 论

近几年，SPAD 值作为植物功能性状特性的重要指标，被科研工作者广泛采用[12-14]，本研究通过试验验证了桃叶片叶绿素含量与SPAD 值间呈显著正相关关系，叶片叶绿素含量与叶片氮含量间又有很强的相关关系，而以叶绿素仪测定的SPAD 值，可以间接指示作物叶片的氮素状况[15-18]，为植物氮素营养检测提供了更加便捷的方式，为最佳施肥量的确定提供了科学的依据，因此，在下一步的试验研究中，可以考虑分析SPAD 值与桃树叶片含氮量间的相关性，并予以验证。