桃樹葉片葉綠素含量與SPAD 值的相關性分析

李 田，韓 霞，肖 龍，高 靜，林云弟，趙婧杰

（山東省濰坊市農業科學院 山東省核果果樹工程實驗室，山東 濰坊 261071）

桃Prunus persica是我國第三大落葉果樹。近幾年，我國桃產業發展迅速，已成為世界第一產桃大國[1]。桃也受到越來越多的人們喜歡，所以對桃的產量和品質提出了更高的要求。葉綠素含量和桃果實品質具有相關性，所以在植株的整個生長發育期，可以通過測定葉綠素含量來評價其營養狀況，從而判斷果實品質。因此，快速簡便地測定葉綠素含量對于提高果樹品質意義重大。

分光光度法和SPAD 葉綠素儀檢測法是目前常用的測量葉綠素的兩種方法。分光光度法，可以準確測量葉綠素的含量，但是耗時又費力。SPAD 葉綠素儀是用來測定葉綠素相對含量的便攜式野外測定儀，通過儀器發射的660 和940 nm 的紅光和近紅光進行 SPAD 值的測定。SPAD 值也稱作綠色度，是一個無量綱的比值，是反映植物相對葉綠素含量的指標[2]。SPAD 葉綠素儀檢測法具有快速、準確、簡便的特點，已經在多種果樹[3-7]中得到廣泛的應用，但其在桃樹上的應用卻未見報道。利用SPAD 值預測不同果樹葉綠素含量的函數模型存在一定差異，同一樹種的不同品種之間也存在一定的差異[8-9]。特別是桃的種類與品種較多，主要有普通桃（早熟、中熟、晚熟）、油桃、蟠桃、油蟠桃等[10]，如果逐一建立函數模型，則不利于實際應用。因此，選取不同種類的桃品種葉片作為試驗材料，采用分光光度計和葉綠素儀測定各桃品種葉片的葉綠素含量，研究其葉綠素含量與SPAD 值間的相關性，為不同種類桃品種葉綠素含量的測定建立統一的回歸方程，以便能快速預測葉綠素絕對含量，從而為生產實踐提供技術指導。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

試驗在山東省濰坊市農業科學院試驗場果樹資源圃中進行，該資源圃有引種桃品種100 多個，均為3年生。

1.2 材料的選取與采集

2017年7月進行試驗。在該果樹資源圃中隨機選取20 株生長健壯的桃品種植株，在每一棵樹的中上部各采集葉片1 片，共采集葉片20 片，作為建立回歸模型的樣葉；然后分別選擇油桃‘龍峰’、油蟠桃‘美月’、蟠桃‘瑞蟠35’和早熟桃‘丹麗’、中熟桃‘丹玉’、晚熟桃‘青州蜜桃’等6 個品種，每品種各采集葉片5 片，共采集葉片30 片，對回歸模型進行驗證。將采集的桃葉片編號后立即拿回實驗室測定。

1.3 測定方法

SPAD 值的測定：用日本SPAD-502 測定儀測定SPAD 值，將取回的葉片表面擦凈，選擇葉片的前、中、后3 個點（檢測時避開葉脈），利用SPAD 葉綠素測定儀進行測量，取3 個點的平均值為SPAD 值。

葉綠素含量的測定：采用96%乙醇提取法[11]，用普析TU-1810 紫外分光光度計測定，并根據如下公式進行換算：

式（1）～（3）中，Ca、Cb、Ct分別表示葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量，A665、A649分別表示在665、649 nm 的波長下測定的提取液吸光值，V為提取液體積（mL），W為樣品質量（g）。

1.4 數據分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0 軟件進行數據整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 桃葉片SPAD 值與葉綠素含量的測定結果

隨機選取葉片20 片，測定其SPAD 值和葉綠素含量，結果見表1。由表1可知，SPAD 值為35.90～50.60；葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量分別為1.416 3～2.511 2、0.410 0～1.071 4、1.853 6～3.582 5 mg·g-1。

對測定的SPAD 值和葉綠素含量進行了相關性分析，結果見表2。從表2中可以看出，隨機選取的不同桃品種葉片的SPAD 值和葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量之間的相關性都達到了極顯著水平，這充分說明了SPAD 值可以很好地反映桃樹葉片葉綠素含量情況。

2.2 桃葉片葉綠素含量與SPAD 值之間的最佳擬合回歸方程

為了得到 SPAD 值與葉綠素a、葉綠素b 及總葉綠素含量之間的最佳函數關系，通過線性方程、二次多項式方程、對數方程、指數方程、乘冪方程等進行回歸分析，根據決定系數（R2）的大小來判定擬合方程的優劣，分析結果見表3。從表3中可以看出，將SPAD 值分別與葉綠素a、葉綠素b 及總葉綠素進行不同函數方程擬合時，各方程的相關性均達到極顯著水平，其中擬合程度最高的為二次多項式方程，其R2值分別為0.897 1、0.870 2、0.892 9；其次為對數方程，其R2值分別為0.890 1、0.870 1、0.890 3；再次為線性方程，其R2值分別為0.880 7、0.869 0、0.883 8；且此3 個擬合方程的R2值相差不大。據此可以認為，此3 個函數方程均可以作為葉綠素a、葉綠素b 及總葉綠素含量的擬合方程，為了方便于實際生產中計算，選擇了線性方程作為桃葉片葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量與SPAD 值之間的擬合回歸方程，其分別表示如下：

式（4）～（6）中，y分別為葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量，x均為SPAD 值。

表1 供試20株桃樹樣葉SPAD值與葉綠素含量的測定結果Table 1 Results of SPAD values and chlorophyll contents in leaves specimens of 20 tested peach trees

2.3 不同桃品種間葉綠素含量實測值與預測值的統計檢驗結果

將測量的6 個桃品種葉片（共30 片）的SPAD 值代入表 3 的線性方程中，計算出葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的預測值，再將之與以分光光度計法測量的實際值進行統計檢驗，6 個品種的實測值和預測值見表4。

表2 不同品種桃葉片SPAD值與葉綠素含量的相關性分析結果? Table 2 Correlation of SPAD value and chlorophyll content in leaves of different peach cultivars

對6 個桃品種的實測值和預測值進行獨立樣本t檢驗的統計分析，得出‘龍峰’桃葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值分別為0.492、0.646、0.786，均大于0.05；‘美月’桃葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值分別為0.155、0.767、0.416，均大于0.05；‘丹麗’桃葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值分別為0.664、0.940、0.798，均大于0.05；‘丹玉’桃葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值分別為0.650、0.593、0.619，均大于0.05；‘青州蜜桃’葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值分別為0.291、0.495、0.774，均大于0.05；‘瑞蟠35’桃葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值分別為0.758、0.564、0.680，均大于0.05。以上6 個品種桃葉片的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量的實測值與預測值統計檢驗的P值均大于0.05，說明6個品種的實測值與預測值間的差異不顯著，可以用線性方程來預測這6 個品種的葉綠素的絕對含量。

對不同種類的6 個桃品種葉片葉綠素的預測值和實測值進行方差分析，結果見表5。由表5可知，葉綠素a、葉綠素b 和總葉綠素的預測值和實測值間方差分析檢驗的P值分別為0.159 1、0.376 2、0.584 3，均大于0.05，說明葉綠素a、葉綠素b 和總葉綠素的預測值和實測值之間的差異不明顯，可以用線性方程預測葉綠素a、葉綠素b 和總葉綠素的絕對含量。

表3 SPAD值與葉綠素含量之間相關性擬合方程Table 3 Correlation fitting equations between SPAD values and chlorophyll contents in leaves

表4 不同品種桃葉片SPAD值與葉綠素含量的實測值與預測值Table 4 Actually measured and predicted values of SPAD and chlorophyll contents in leaves of different peach cultivars

3 結論與討論

3.1 結 論

采用 SPAD 葉綠素儀和分光光度法測定的植物葉片葉綠素值的大小均可反映葉綠素含量的多少，但前者是相對含量值，而后者是絕對含量值[3]，前者操作簡單，后者耗時費力。本文對所測桃葉片SPAD 值和葉綠素絕對含量值進行了相關性分析，得出SPAD 值與葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素之間達到極顯著水平，并得出了最優回歸方程，其分別為：

式（7）～（9）中，y分別為葉綠素a、b 和總葉綠素的含量，VSPAD為SPAD 值。并對油桃‘龍峰’、油蟠桃‘美月’、蟠桃‘瑞蟠35’、早熟桃‘丹麗’、中熟桃‘丹玉’、晚熟桃‘青州蜜桃’等6 個不同種類桃品種的SPAD 值與葉綠素含量的實測值與預測值進行了統計檢驗，結果表明，葉綠a、葉綠素b 和總葉綠素含量的實測值與預測值的差異不顯著，說明利用SPAD 值通過回歸方程測定各類桃品種的葉綠素絕對含量是可行的，這為生產實踐中快速測量桃的葉綠素提供了指導方法。

表5 不同品種桃葉片葉綠素含量實測值與預測值的方差分析結果 Table 5 Variance analysis result of actually measured values and predicted values of chlorophyll contents in leaves of different peach cultivars

3.2 討 論

近幾年，SPAD 值作為植物功能性狀特性的重要指標，被科研工作者廣泛采用[12-14]，本研究通過試驗驗證了桃葉片葉綠素含量與SPAD 值間呈顯著正相關關系，葉片葉綠素含量與葉片氮含量間又有很強的相關關系，而以葉綠素儀測定的SPAD 值，可以間接指示作物葉片的氮素狀況[15-18]，為植物氮素營養檢測提供了更加便捷的方式，為最佳施肥量的確定提供了科學的依據，因此，在下一步的試驗研究中，可以考慮分析SPAD 值與桃樹葉片含氮量間的相關性，并予以驗證。