長(zhǎng)寬法測(cè)定幼苗期煙草葉面積的校正系數(shù)

鄭鳳君，華南金秋，張立猛，李江舟，計(jì)思貴，林 杉*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.云南省煙草公司玉溪市公司烤煙生產(chǎn)技術(shù)中心，云南 玉溪 653100）

長(zhǎng)寬法測(cè)定幼苗期煙草葉面積的校正系數(shù)

鄭鳳君1，華南金秋1，張立猛2，李江舟2，計(jì)思貴2，林 杉1*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.云南省煙草公司玉溪市公司烤煙生產(chǎn)技術(shù)中心，云南 玉溪 653100）

葉面積是評(píng)價(jià)植株生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)，生產(chǎn)上往往通過(guò)測(cè)定煙草葉片長(zhǎng)度和寬度，乘以經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)0.6345，計(jì)算煙草葉面積。為驗(yàn)證該校正系數(shù)是否適合于幼苗期煙草葉面積的測(cè)定，選擇了煙草幼苗期246個(gè)不同大小的葉片，對(duì)用掃描計(jì)算法、復(fù)印稱重法和長(zhǎng)寬法3種方法所測(cè)定的葉面積數(shù)據(jù)進(jìn)行了方差分析和線性回歸分析。結(jié)果表明：（1）應(yīng)用文獻(xiàn)報(bào)道的校正系數(shù)，長(zhǎng)寬法所測(cè)定的幼苗期煙草葉面積，顯著低于掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法；（2）幼苗期不同大小葉片，依據(jù)掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法（除葉面積＜10 cm2）所獲得的長(zhǎng)寬法校正系數(shù)間不存在顯著差異；（3）掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法所測(cè)定的幼苗期煙草葉面積，與采用校正系數(shù)修訂后的長(zhǎng)寬法所測(cè)定的葉面積相對(duì)誤差分別小于1%和2%，相關(guān)系數(shù)分別為0.9963和0.9966。據(jù)此，認(rèn)為長(zhǎng)寬法校正系數(shù)應(yīng)修訂為0.7075，方可準(zhǔn)確計(jì)算幼苗期煙草葉面積。

煙草幼苗期葉面積；校正系數(shù)；長(zhǎng)寬法；掃描計(jì)算法；復(fù)印稱重法

葉片是綠色植物進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所，煙草作為以收獲葉片為主的經(jīng)濟(jì)作物，其葉片大小對(duì)煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的形成至關(guān)重要［1-2］。葉面積是表征葉片大小的重要指標(biāo)，并且它往往隨著品種、葉齡、環(huán)境、葉形的變化而不同［3-4］。因此，在不同生育期準(zhǔn)確快速地測(cè)定煙草葉面積，對(duì)了解煙草生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，尤其是煙草幼苗期。葉面積測(cè)定方法包括方格紙法［5］、長(zhǎng)寬法［6-7］、打孔稱重法［8-9］、復(fù)印稱重法［10］、葉面積儀測(cè)定法［11］、掃描計(jì)算法［12-13］。其中，復(fù)印稱重法、葉面積儀測(cè)定法及掃描計(jì)算法，可以準(zhǔn)確地測(cè)定煙草幼苗葉片大小，但需要專門的設(shè)備；而且，隨著煙株生長(zhǎng)后期葉片的增長(zhǎng)，操作十分費(fèi)力與耗時(shí)。方格紙法不需要專門設(shè)備，但耗時(shí)費(fèi)工。打孔稱重法，常受葉片厚薄、葉齡、打孔方式及葉片含水量的影響，進(jìn)而造成測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。

長(zhǎng)寬法是生產(chǎn)上普遍采用的葉面積快速簡(jiǎn)易測(cè)定方法，通過(guò)測(cè)量葉片長(zhǎng)寬最大值，乘以經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)，獲得葉面積［14］。一般而言，植物類型、品種、葉形和生育期，會(huì)影響校正系數(shù)的大小。對(duì)于煙草植物，通常應(yīng)用由前蘇聯(lián)科學(xué)家提出的0.6345作為校正系數(shù)［5］，該校正系數(shù)是基于成熟期煙草葉面積的測(cè)定所獲得，是否適用于煙草幼苗期葉面積的計(jì)算，至今鮮見報(bào)道。幼苗期煙草葉片大小，不僅影響煙草成熟期的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，而且對(duì)優(yōu)質(zhì)煙葉外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量的形成具有重要影響。本文將對(duì)掃描計(jì)算法、復(fù)印稱重法和長(zhǎng)寬法進(jìn)行評(píng)價(jià)，檢驗(yàn)長(zhǎng)寬法經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)0.6345，是否適合煙草幼苗期葉面積的測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 材料

供試煙草品種為綠色包衣種子MS K326（玉溪中煙種子有限責(zé)任公司）。供試土壤為云南紅壤。1.2 方法

1.2.1 煙草幼苗期生長(zhǎng) 采用方形育苗盆缽基質(zhì)育苗，營(yíng)養(yǎng)土與蛭石按1∶1比例混勻，每個(gè)盆缽中均勻地撒入10粒煙草種子，控制溫度25 ℃，光照12 h。幼苗生長(zhǎng)至3片真葉時(shí)，移栽至下口邊長(zhǎng)5 cm、上口邊長(zhǎng)7 cm、高8 cm的盆缽中，每個(gè)盆缽裝土250 g、移栽3株幼苗，成活后間苗，每盆保留1株，共36株煙草。整個(gè)生長(zhǎng)期間，控制智能型光溫培養(yǎng)箱（GXZ型號(hào)，寧波江南儀器廠）內(nèi)溫度25 ℃，光照12 h，應(yīng)用稱重法控制土壤含水量為最大持水量的70%～80%。煙草幼苗長(zhǎng)至8片真葉時(shí)（58 d），采集長(zhǎng)度大于1 cm的所有煙葉，獲得246個(gè)煙草幼苗葉片樣本。

1.2.2 煙草葉面積測(cè)定方法 分別應(yīng)用掃描計(jì)算法、復(fù)印稱重法和長(zhǎng)寬法，按下述步驟測(cè)定煙草葉面積。①掃描計(jì)算法。用剪刀將地上部植株莖葉分開，在距離葉柄1/3處剪掉煙葉，將每株葉片按照從大到小順序平鋪于A4大小的透明膠片上，葉片間不重疊，放在掃描儀（Scan maker 3870）上，調(diào)節(jié)縮放比例為100%，用image J圖像處理軟件分別計(jì)算單葉葉面積。②復(fù)印稱重法。將上述葉片復(fù)印到標(biāo)準(zhǔn)A4紙上，按照葉片形狀剪紙，使用精度0.001的電子分析天平稱重為W1（g）；同時(shí)，復(fù)印10張同樣灰度的標(biāo)準(zhǔn)A4紙張，稱量其總質(zhì)量，計(jì)算單頁(yè)復(fù)印紙質(zhì)量為W2（g），面積為A（cm2）；按照下述公式計(jì)算單葉葉面積，葉面積（cm2）= W1×（A/W2）。③ 長(zhǎng)寬法。應(yīng)用精度1mm的直尺，測(cè)量每個(gè)葉片最長(zhǎng)和最寬處葉片長(zhǎng)寬，分別應(yīng)用文獻(xiàn)報(bào)道的校正系數(shù)0.6345或修訂后的校正系數(shù)計(jì)算葉面積；計(jì)算公式如下，葉面積（cm2）=葉長(zhǎng)×葉寬×校正系數(shù)。

按單葉葉面積（cm2）大小把246個(gè)樣本分為＜10；10～30；30～50；＞50的4個(gè)等級(jí)，采用長(zhǎng)寬法（按文獻(xiàn)記載校正系數(shù)0.6345）、掃描計(jì)算法、復(fù)印稱重法3種方法分別測(cè)量葉面積，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件SAS9.0配對(duì)樣本T檢驗(yàn)作方差分析。并對(duì)不同大小葉片依據(jù)掃描計(jì)算法與復(fù)印稱重法修訂后的長(zhǎng)寬法校正系數(shù)，進(jìn)行二因素（方法和葉片大小分級(jí)）方差分析。根據(jù)修訂后的校正系數(shù)，計(jì)算長(zhǎng)寬法所測(cè)定的葉面積，與掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法所測(cè)定的葉面積，作線性回歸分析。應(yīng)用作圖軟件origin pro 8.6作圖。

2 結(jié) 果

2.1 不同葉片3種測(cè)量方法間葉面積大小的比較

與葉片大小無(wú)關(guān)，采用文獻(xiàn)報(bào)道的校正系數(shù)0.6345計(jì)算葉面積時(shí)，長(zhǎng)寬法所測(cè)定的幼苗期煙草葉面積，顯著低于掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法（圖1）。當(dāng)葉面積＜10 cm2時(shí)，掃描計(jì)算法與復(fù)印稱重法測(cè)定值存在顯著差異，其他均不存在顯著差異。

圖1 掃描計(jì)算法、復(fù)印稱重法和長(zhǎng)寬法（校正系數(shù)0.6345）所測(cè)幼苗期煙草葉片葉面積的平均值Fig. 1 The average leaf areas of tobacco leaves at the seedling stage measured by scanning calculation method，photocopy weighing method and length-width method （with the correction coefficient 0.6345）

2.2 依據(jù)掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法修訂后校正系數(shù)間的相互比較

依據(jù)掃描計(jì)算法，按葉面積大小所獲得的長(zhǎng)寬法校正系數(shù)介于0.6927～0.7226，不存在顯著差異（表1）；全部葉片的校正系數(shù)平均值為0.7075±0.004，與不同大小葉片的校正系數(shù)間均不存在顯著差異。依據(jù)復(fù)印稱重法，按葉面積大小修訂后的校正系數(shù)介于0.6712～0.7211，除葉面積＜10 cm2外，均不存在顯著差異；全部葉片的校正系數(shù)平均值為0.6980±0.004，與不同大小葉片的校正系數(shù)間存在顯著差異。掃描計(jì)算法與復(fù)印稱重法所確定的不同大小葉片的長(zhǎng)寬法校正系數(shù)間，不存在顯著差異（表1）。

相同葉片大小，依據(jù)掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法所得的長(zhǎng)寬法校正系數(shù)，除葉面積＜10 cm2外，不存在顯著差異（表1）。

2.3 掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法與修訂校正系數(shù)后的長(zhǎng)寬法的相關(guān)性比較

掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法與長(zhǎng)寬法（按修訂后的校正系數(shù)0.7075和0.6980）所計(jì)算的葉面積之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.9963和0.9966，達(dá)極顯著水平；回歸方程分別為Y=0.9880X和Y=0.9749X（圖2）。

表1 依據(jù)掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法所獲得的長(zhǎng)寬法校正系數(shù)的二因素方差分析Table1 Two-factor variance analysis of the correction coefficient based on two different methods

圖2 掃描計(jì)算法、復(fù)印稱重法與應(yīng)用修訂后校正系數(shù)的長(zhǎng)寬法所測(cè)定煙草幼苗期葉面積的相關(guān)關(guān)系Fig. 2 The linear relations of seedling-tobacco leaf areas between the scanning causational method， the photocopying weighing method and the length and width method with the revised correction coefficients

3 討 論

應(yīng)用長(zhǎng)寬法測(cè)量煙草葉面積時(shí)，校正系數(shù)的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。成熟期煙草常用葉面積校正系數(shù)0.6345，最初來(lái)自于前蘇聯(lián)科學(xué)家對(duì)成苗期大量煙草葉片的植物學(xué)性狀調(diào)查（葉長(zhǎng)、葉寬、葉形等），并結(jié)合方格紙進(jìn)行實(shí)際面積的描繪分析，該校正系數(shù)被國(guó)內(nèi)一直引用至今［1，5］。不同品種煙草的葉面積校正系數(shù)間存在一定的差異，例如，長(zhǎng)脖黃品種的校正系數(shù)為0.6497［5］，品種NC2326的校正系數(shù)為0.5900［6］。然而已有的文獻(xiàn)報(bào)道，鮮見針對(duì)同一品種幼苗期葉面積校正系數(shù)的報(bào)道。

煙草幼苗期的生長(zhǎng)狀況直接決定整個(gè)生育期的長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)劣，葉面積是反映幼苗期煙草生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)之一。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采用文獻(xiàn)報(bào)道的經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)0.6345所測(cè)定的葉面積，均顯著低于應(yīng)用掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法所測(cè)定的葉面積（表1），充分說(shuō)明，應(yīng)用文獻(xiàn)報(bào)道的經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)將顯著低估所測(cè)幼苗期煙草葉面積。因此，快速準(zhǔn)確地測(cè)定幼苗期煙草葉面積對(duì)于正確地指導(dǎo)煙草生產(chǎn)具有重要意義。隨著計(jì)算機(jī)和掃描設(shè)備的發(fā)展，已不存在準(zhǔn)確測(cè)定煙草葉面積的技術(shù)瓶頸。但是，由于設(shè)備和技術(shù)人員的限制，掃描計(jì)算法尚不能完全滿足生產(chǎn)實(shí)踐的需求。生產(chǎn)實(shí)踐中仍然通過(guò)測(cè)定煙草葉片長(zhǎng)度和寬度乘以經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)來(lái)計(jì)算煙草葉面積。依據(jù)掃描計(jì)算法和復(fù)印稱重法所修訂的幼苗期煙草葉面積校正系數(shù)，顯著高于文獻(xiàn)報(bào)道的經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)［5-6］（表1），可以更加準(zhǔn)確地用于長(zhǎng)寬法測(cè)定幼苗期煙草葉面積（圖1）。然而，當(dāng)葉面積＜10 cm2時(shí)，復(fù)印稱重法所獲得的校正系數(shù)顯著低于掃描計(jì)算法（表1）。此外，不同大小葉片間，掃描計(jì)算法所獲得的校正系數(shù)不存在顯著差異，而復(fù)印稱重法則存在差異（表1）。

由此提出，應(yīng)用長(zhǎng)寬法測(cè)定煙草MS K326幼苗期葉面積的校正系數(shù)應(yīng)修訂為0.7075，以取代之前文獻(xiàn)報(bào)道的校正系數(shù)，方可獲得相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)定值。

此外，比較不同煙草品種［13，15-16］幼苗期長(zhǎng)寬法測(cè)定葉面積的校正系數(shù)，對(duì)煙葉生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

［1］ 劉國(guó)順. 煙草栽培學(xué)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005.

［2］ 周云龍. 植物生理學(xué) ［M］. 2版. 北京：高等教育出版社，2004.

［3］ Akeburst B C. Tobacco （Second edition） ［J］. Longman press， 1981∶ 57-58.

［4］ Kasperbauer M J， Lane H C. Photomorphogenic Responses of Dodder Seedlings［J］. The Plant Cell， 1965，10（1）∶ 109-116.

［5］ 劉貫山. 煙草葉面積不同測(cè)定方法的比較研究［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996，24（2）：139-141.

［6］ Bryan W， Mullinix Ben. Comparing six models of various complexity for calculating leaf area from measurements of leaf width and length［J］. Tobacco Science， 1992， 36∶ 40-42.

［7］ 張憲政. 作物生理研究法［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1992：35-45.

［8］ 陶洪斌，林杉. 打孔稱重法與復(fù)印稱重法和長(zhǎng)寬校正法測(cè)定水稻葉面積的方法比較［J］. 植物生理學(xué)通訊，2006，42（3）：496-498.

［9］ 柏軍華，王克如，初振東，等. 葉面積測(cè)量方法的比較研究［J］. 石河子大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，23（2）：216-218.

［10］ Yoshida S， Foron D A， Cock J H， et al. Laboratory Manual for Physiological Studies of Rice ［M］. Philippines∶ The International Rice Research Institute，1976∶ 83.

［11］ 朱德峰，亢亞軍. 水稻葉面積測(cè)定方法探討［J］. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1996，12（3）：82-85.

［12］ 楊勁峰，陳清，韓曉日，等. 數(shù)字圖像處理技術(shù)在蔬菜葉面積測(cè)量中的應(yīng)用［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002，18（4）：155 -158.

［13］ 李治中，謝菲，劉小梅，等. 2種常用葉面積測(cè)量方法準(zhǔn)確性的比較研究［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（19）：193-197.

［14］ 郁進(jìn)元，何巖，趙忠福，等. 長(zhǎng)寬法測(cè)定作物葉面積的校正系數(shù)研究［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（2）：37-39.

［15］ 李俊，鐘英娜，郭華春. 馬鈴薯葉面積與產(chǎn)量、品質(zhì)關(guān)系研究［J］. 中國(guó)馬鈴薯，2013，27（1）：34-37.

［16］ 柳覲，倪書邦，宮麗丹，等. 澳洲堅(jiān)果葉面積測(cè)定方法比較［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（25）：142-147.

Revision of the Length-width Method Correction Coefficient in Measuring Leaf Area of Tobacco Plants at the Seedling Stage

ZHENG Fengjun1， HUA Nanjinqiu1， ZHANG Limeng2， LI Jiangzhou2， JI Sigui2， LIN Shan1*
（1. College of Resources and Environmental Sciences， China Agricultural University， Beijing 100193， China； 2. Extension Center of Tobacco Production Technology， Yuxi Tobacco Company， Yuxi， Yunnan 653100， China）

Leaf area is an important indicator in evaluating plant growth， which is often measured by the so-called length-width method in practice. With this method， tobacco leaves' length and width were measured and the leaf area was calculated by multiplication of the empirical correction coefficient 0.6345. However， it is rarely reported in the literature whether the coefficient is suitable in measuring tobacco leaf area at the seedling stage. 246 tobacco leaves were collected at the seedling stage and leaf areas were measured by three methods namely scanning calculation method， photocopy weighing method and length-width method. The results showed∶ （1）Using the empirical correction coefficient reported in the literature， leaf area measured by the length-width method was significantly lower than that measured by the scanning calculation method and the photocopy weighing method. （2） No significant difference was observed between the length-width method revised coefficients obtained through the scanning calculation method and the photocopy weighing method on different sizes of leaves at tobacco seedling stages. （3） The relative errors were less than 1% and 2% respectively by comparisons of leave areas measured by the scanning calculation method and the photocopy weighing method with those measured by the length-width method using the revised correction coefficient. The correlation coefficients were 0.9963 and 0.9966， respectively. Accordingly， we believe that the correction coefficient of the length-width method should be revised as 0.7075 to calculate tobacco leaf areas accurately at the seedling stage.

leaf area of tobacco plants at the seedling stage； correction coefficient； length-width method； scanning calculation method；photocopy weighing method

S572.04

1007-5119（2015）06-0013-04

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.06.003

中國(guó)煙草總公司云南省煙草公司科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015YN11）

鄭鳳君（1991-），女，碩士，主要從事煙草栽培與病毒病預(yù)防。E-mail：zfengjunhn@163.com。*通信作者，E-mail：linshan@cau.edu.cn

2015-08-04

2015-10-12