乌桕秋叶显色的生理生化与数字图像分析
乌桕16个初选优良无性系遗传测定结果初报_李宝银
江西林业科技2009年第1期乌桕16个初选优良无性系遗传测定结果初报李宝银1,周俊新1,李凌1,陈剑勇1,黄华明1,范仁志2,黄云1(1.福建林业职业技术学院,福建南平353000;2.福建南平石陂国有林场,福建浦城353402)摘要:16个乌桕表型优良无性系遗传测定结果表明:各无性系间在单位面积种子产量、单序果数、千粒重、皮油率、梓油率、种子总含油率、单位面积产油量等方面均存在着极显著差异;单序果数、千粒重、单位面积种子产量、种子总含油率等性状的无性系广义遗传力较高,通过选择可获得较高的遗传增益。
本文通过3点试验、方差分析和聚类分析等方法,从初选的16个无性系中进一步选择出经济性状综合表现优良的PC03、PC06、PC05、JY01等4个无性系。
关键词:乌桕;无性系测定;遗传力;聚类分析分类号:S722.5:S759.4文献标识码:A文章编号:1006-2505(2009)01-0020-05收稿日期:2008-12-08基金项目:福建省“五新”推广科学基金资助项目(2006F985);福建林业厅林业技术标准化研究项目(2007CZ18)。
作者简介:李宝银,男,教授,博士,从事森林资源管理教学与研究。
乌桕(Sapium sebiferum ),大戟科(Euphorbiaceae )乌桕属落叶乔木,种子黑色,圆球形,外被白色蜡质假种皮,固着于中轴上[1]。
乌桕种子含油率高,外被的蜡皮可提取桕脂(皮油),种仁可榨桕油(梓油),其主要成分为月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸等[2],可提取类可可脂[3],也可转化生物柴油[4]。
乌桕是闽北乡土树种,适应性强[5],种子含油率高,是闽北发展油料能源林的首选树种之一。
乌桕为异花授粉植物,通过基因重组、不同品种群间杂交,自然界中变异类型十分丰富,不同类型和单株之间的经济效益差异悬殊,因此,选择优良单株,发展优良无性系,充分利用个体间的遗传差异,对于提高乌桕油料能源林的产能,具有重要意义。
乌桕秋叶转色前后生理特性及超微结构的变化
乌桕秋叶转色前后生理特性及超微结构的变化张敏;钱猛;倪竞德;黄利斌【摘要】An experiment was conducted to study the variation in pigment content, related carbohydrate and chloroplast ultra-structure in Sapium sebiferum leaves of different colors after turning yellow or red in fall. Results showed that the contents of total chlorophyll and chlorophyll-a decreased significantly with leaf color changing, the carotinoid contents increased largely, while the anthocyanin contents changed little in the yellow leaves as compared with the green ones. In the red leaves, the decreased chlorophyll contents were accompanied by a significant increase in anthocyanin contents. The contents of nitrogen, glucose and starch in the leaves decreased significantly after leaf color change. The contents of fructose and sucrose reduced in yellow leaves, while increased in red leaves. After leaf color change, chloroplast structure became loose or even disintegrated, and starch grain decreased, while osmiophilic granules increased.%以不同叶色乌桕叶片为试验材料,研究了秋季变色前后色素质量分数、碳水化合物及叶绿体超微结构的变化.结果表明:乌桕秋叶转色后,总叶绿素质量分数和叶绿素a质量分数显著降低;黄叶中类胡萝卜素质量分数大幅升高,而花色素苷质量分数与绿叶的差异不显著;红叶在叶绿素质量分数降低的同时,花色素苷质量分数极显著升高.乌桕秋叶在变色后氮元素、葡萄糖和淀粉质量分数均显著降低;黄色秋叶中果糖和蔗糖质量分数降低,而在红色秋叶中果糖和蔗糖质量分数则有所升高.转色后,叶绿体结构松散,甚至解体;叶绿体内淀粉粒减少,嗜锇颗粒增多.【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2012(040)001【总页数】5页(P20-24)【关键词】乌桕;叶色;生理指标;叶绿体超微结构【作者】张敏;钱猛;倪竞德;黄利斌【作者单位】江苏省林业科学研究院南京 211153;南京农业大学;江苏省林业科学研究院;江苏省林业科学研究院【正文语种】中文【中图分类】S687;Q945乌桕(Sapium sebiferum(L.)Roxb.)为大戟科(Euphorbiaceae)乌桕属植物,是集能源、药用、材用、观赏为一体的多用途树种。
乌桕秋叶色素含量变化的研究
20 11年 8 月
江
苏
林
业
科
技
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J un lfJ ns oe r Si c Tcn l y o ra i guF r t c ne& ehoo o a sy e g
文章 编 号 :0 1 7 8 ( 0 1 0 0 0 0 10 — 30 2 1 )4— 0 9— 2
U .5 V 2 0型 分 光 光 度 计 (日本 S MA Z 公 司 生 4 HI D U
赏 为一 体 的多用 途 树 种 。乌桕 喜湿 润 气 候 环 境 , 耐
涝性 强 , 特别 是其 季相 变 化 丰 富 , 秋 时节 , 深 乌桕 叶 色或 黄 、 红 、 紫 , 或 或 色彩 丰 富 , 具 观 赏价 值 , 长 极 是 江 中下 游地 区难 得 的湿地 景 观乔木 树 种 。
1 材 料 与 方 法
1 1 试验 材料 .
试 验 于 20 0 9年 9月 至 1 1月进 行 , 样 地 点 位 取 于南京 南 郊江 苏省 林业 科 学研 究 院大 门 口。试验 材 料 为 2株 生长健 壮 、 长势 一 致 、 季 转色后 叶色分 别 秋
2 结果 与分析
素 a 叶绿 素 b 类胡 萝 卜 和总 叶绿 素含量 。 、 、 素
12 3 花 色素 苷 的提 取 与测 定 采 用 盐 酸 乙醇 浸 . .
提法 J取 0 5 g样 品在 5 m %盐 酸 乙醇 提取 液 : . L1
验材 料 , 究 其变 色前 后 叶绿 素 、 胡 萝 卜 研 类 素和 花色 素苷 含量 的变 化 , 乌 桕 秋 叶 观 赏 品种 选 育 及 在 湿 为
榉树秋季叶片呈色机理及化学物质的调控
榉树秋季叶片呈色机理及化学物质的调控金晓玲;刘晓玲;徐志毅;邹全爱【摘要】榉树(Zelkova schneideriana)为高大落叶乔木,既是一种用材树种也是一种优良的观赏树种.榉树秋季叶色变化多样,根据其秋季叶色不同可分为红色系、绿色系和黄色系三个系列.研究表明,榉树秋季叶色表现不一的主要原因是叶片中所含的花青素、叶绿素和类胡萝卜素的含量和百分比不同.红色系榉树秋季叶片色素含量表现为花青素含量增加,叶绿素和类胡萝卜素含量降低;黄色系榉树的花青素、叶绿素和类胡萝卜素含量同时降低;绿色系榉树则表现为花青素含量降低,叶绿素和类胡萝卜素含量增加.叶片颜色还与叶片内的N、P、K等元素的含量有关.此外,植株生长温度和光照等外界环境条件也与叶片颜色有关.喷施不同浓度的水杨酸、柠檬酸、蔗糖和赤霉素都会对榉树秋季叶片产生颜色加深、变色提前或变色推迟等调控作用.【期刊名称】《湖南环境生物职业技术学院学报》【年(卷),期】2019(006)001【总页数】7页(P42-48)【关键词】榉树;呈色机理;色素含量;叶色调控;化学物质【作者】金晓玲;刘晓玲;徐志毅;邹全爱【作者单位】中南林业科技大学风景园林学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学风景园林学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学芦头实验林场,湖南平江414504;中南林业科技大学芦头实验林场,湖南平江414504【正文语种】中文【中图分类】Q945榉树(Zelkova schneideriana),是榆科(Ulmaceae)榉属高大落叶乔木[1,2].其树形雄伟、枝叶细美,春季新叶娇嫩,夏季枝叶茂密,秋季叶色丰富,冬季挺拔飘逸,是优良的观赏和用材树种[3,4].近年来,榉树因其较强的耐干旱瘠薄能力和良好的生态应用效益而越来越受到人们的喜爱[5,6].榉树的重要景观效果之一就是秋季叶色变化多样.目前,已有不少专家学者开展了榉树秋季叶色的分类、叶片转色期的生理生化和叶片结构变化特点、叶片变色机理和叶色调控技术等方面的研究[6,7].1 榉树秋季叶色类型有许多学者对榉树的秋季叶色进行了分类.最早开展榉树叶色研究的是赵旺兔[8].他将榉树分为深红色、棕红色、米黄色、叶色基本保持绿色等四大类.随后,罗明芳等[9]对溧阳市龙潭林场的榉树资源进行了调查,发现榉树秋季叶色变化丰富,将榉树按照叶片颜色分为紫色、棕红色、黄色和绿色等4种,并对各种颜色所占的比例进行了分析,它们分别占34.8%、33.2%、21.1%和10.9%,说明榉树秋叶以紫色和棕红色居多,且叶色的差异在不同时间和不同单株间存在较大差异.曹娴等[4]发现,秋季榉树的叶主要有深红色、红褐色、黄褐色及黄色等4种,且榉树单株的叶色性状较为稳定,这是叶色选育良种的前提和基础.罗雪梅等[7]首先使用英国皇家园艺学会比色卡(RHSCC)对榉树秋季叶色进行分类,其经过几年的观测,将叶色表现相对比较稳定的榉树进行分类,分为红色、黄色、绿色3种类型;其进一步观测发现,3个类型榉树的叶色变化时间存在差异,通常黄色系榉树叶色变化最早,其次是红色系,最后是绿色系;另外,绿色品系榉树还有绿叶期持续时间最长、变色期最晚和落叶(落叶前迅速干枯脱落)期早等特点.2 榉树秋季叶色变色机理2.1 榉树叶色研究方法和叶色变化特点秋色叶植物的叶色具有观赏期长和季相变化丰富等优点,在应用中可以弥补秋、冬季节观花植物较少的不足.因此,近年来秋色叶植物叶片呈色研究逐渐成为人们关注的热点之一.就目前来说,大部分研究都集中在红色叶植物的研究上,而对同种植物秋季叶色变化有红色、黄色和绿色等丰富的变化的树种鲜有研究报道[10,11].榉树秋季叶色变化丰富,可分为红色、黄色和绿色等系列,对其叶色的研究方法随着技术的进步也经历了一个发展过程.最早的研究方法以肉眼观测为主[8],随后采用肉眼观测结合叶片内各色素变化判断色素及叶色之间的联系[12,13],最后发展到采用国际照明委员会(CIE)测色标准进行叶色测定[14].张亚平等以具体数据为依据,精确表达出了榉树叶片的颜色,其通过叶片颜色参数的测量反过来验证了榉树分为3大色系的可行性.该方法已被应用于灰毛黄栌[15]及全红杨[16]的叶色研究.通过a*值和b*值的比对实现榉树叶色测量的数据化:3个色系榉树的色相a*值,随着叶色变化呈现先升后降的趋势,其中,红色系榉树一直保持在最高状态;绿色系榉树一直处于最低状态;色相b*值,则黄色系榉树显著大于红色系和绿色系榉树.但明度L*值、彩度C*值与色相b*值在3个色系榉树中的变化趋势几乎完全一致[17].2.2 不同色系榉树叶片色素的种类及含量变化色素含量与叶片呈色之间存在非常密切的关系[18].黄利斌等[19]测定了红色、黄色、橙黄色等3种色系榉树的叶片内色素及可溶性糖的含量,认为含有较多的花青素是榉树叶片呈红色的主要原因;榉树叶片呈黄色、橘黄色则与含有较多类胡萝卜素有关;而可溶性糖含量对榉树叶片呈色影响较小.刘雪梅等[12]在探析榉树叶色变化类型和变色原因的基础上,认为红色系榉树的花青苷含量与可溶性糖含量呈显著正相关,黄色和绿色系榉树的花青苷含量则与可溶性糖含量无显著相关性.此结论与黄利斌等[19]的结论不尽相同.刘雪梅[20]的研究表明,3种色系榉树中,绿色系榉树的叶绿素含量最高,其次是黄色系,而红色系最低;在叶色变化过程中,黄色系榉树的叶绿素降低幅度最大,其次为红色系,绿色系最低;在3种色系榉树中类胡萝卜素的含量较为稳定,其变化差异很小;红色系榉树的花青苷含量显著高于黄色和绿色系榉树.张亚平等[14]对榉树叶片色素含量变化的研究表明,3个色系榉树都含有花青素(Ant)、叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car),但含量有差异.花青素含量最高的为红色系榉树;黄色系榉树的类胡萝卜素含量最高;绿色系榉树的总叶绿素含量最高.随后,张亚平等以叶色参数L*、a*、b*和C*作为因变量,Ant、Car和Chl为自变量,进行多元线性回归分析,探讨了榉树叶片色素组成与叶色的关系[17].研究表明,叶片内花青素、叶绿素及类胡萝卜素的含量是榉树呈现不同色系的物质基础和根本原因.实验过程中发现叶片中花青素含量增加,则出现叶绿素的降低,叶片此时呈红色;叶绿素与花青素如果同时降低,叶片则表现为黄色;叶绿素含量增加,则花青素含量降低,此时叶片呈现为绿色.2.3 榉树秋季叶色变化与叶片结构的关系研究表明,随着榉树秋季叶色的变化,叶片结构也会发生相应的改变.赵旺兔等[8]对榉树叶片解剖构造和叶肉细胞超微结构的观察研究表明,秋季呈深红色、米黄色、棕红色的榉树叶片,其叶肉细胞超微结构的基粒片层结构不太稳定,叶片细胞的质体内积累了大量脂肪粒或淀粉;叶肉细胞超微结构的基粒片层结构比较稳定往往是秋季叶色保持绿色的榉树呈现的结构.刘雪梅等[13]通过电镜观察榉树叶片变色期结构变化,发现3种色系榉树叶片横切面结构细胞的数量特征和单位面积气孔数量均存在差异;在变色过程中,3种榉树的叶绿体降解速度不同,其中以黄色系榉树叶绿体降解最快,其次是绿色系榉树,而最后是红色系榉树;在完全转色后,黄色系榉树叶片表皮细胞的叶绿体被膜已经完全被降解,绿色系榉树的叶片细胞还可以看到模糊的叶绿体被膜,红色系榉树叶片细胞叶绿体被膜仍保持较为完整.2.4 植物营养和光照对不同色系榉树秋季叶色的影响植物营养和光照对植物的叶色产生不同程度的影响[21].张敏等测定了红色、黄色、绿色系榉树叶片的色素、碳水化合物以及矿质元素的含量与叶片颜色之间的相互关系,发现红色榉树叶片变红过程中表现为叶片内花色素苷含量不断增加;同时,榉树叶色与生长环境和化学元素有关:红色榉树叶片的花色素苷含量与N含量、环境温度均呈负相关,而与P、K、蔗糖等的含量则呈显著正相关;红色系榉树叶片内叶绿素含量与光照时间呈极显著正相关;黄色系榉树的主要色素类胡萝卜素含量则与叶片中N含量和碳水化合物的含量呈正相关;叶绿素a含量在绿色系榉树中则表现相对稳定,且叶片内的花色素苷含量与N含量、温度、淀粉等均呈负相关.因此,榉树叶片中的矿质元素和糖分以及生长的环境温度等是榉树秋季表现不同叶色的重要内外因子.榉树叶片呈色的直接原因主要是叶片内色素成分和不同色素在叶片中所占的比例不同引起的[22].此结果与张亚平[14]在研究不同色系榉树叶片色素含量变化特点的结果类似.3 外源化学物质对榉树叶色的调控目前已有较多的学者对园林植物叶色变化机理进行了研究,部分学者开始对外源化学物质对植物叶色的影响开展研究,通过外源化学物质的干预达到提高植物的观赏价值的目的[23,24].近年来,外源喷施化学物质对植物叶色影响逐渐引起大家的关注[25].已有研究发现,改变植物叶色的化学物质主要有赤霉素、乙烯利、柠檬酸、水杨酸、KH2PO4和蔗糖等[15,26,27].张亚平等开展了水杨酸、柠檬酸、蔗糖和赤霉素等4种外源物质喷施下,对3个色系榉树秋季叶色变化的影响特点进行了探索性的研究,结果表明,外源物质的种类和浓度对叶色变化的影响不同[23].3.1 水杨酸对榉树叶片颜色的影响水杨酸作为植物生长重要的调节剂,可直接或间接对植物的许多生理代谢进行调节,从而提高植物的抗病性和对低温、高温和干旱等逆境胁迫的抗性[26];水杨酸能减缓烟草叶片内类胡萝卜素的降解,促进多酚类色素和叶绿素的降解[27];水杨酸1.0 mmol/L浓度喷施灰毛黄栌,能够提升其变红效果;喷施0.5 mmol/L的水杨酸具有推迟黄栌叶片变红的效果[15].水杨酸对3个色系榉树叶片的影响研究表明,水杨酸浓度为0.5 mmol/L时,促进红色系榉树叶片的花青素合成,加快叶绿素的降解,加深榉树叶片红色程度;水杨酸对黄色系的影响主要是推迟榉树变色而延长了绿色期,最适的水杨酸浓度是0.5 mmol/L;但是,当水杨酸的浓度升高到1.0 mmol/L时,则能使黄色系和绿色系榉树的叶片变色期提前[28].因此,不同浓度的水杨酸,对同一颜色榉树的叶片有不同影响,而相同浓度的水杨酸对不同色系的榉树有不同的影响.3.2 柠檬酸对榉树叶片颜色的影响柠檬酸是一种天然存在的有机酸,对环境的影响较小.因此,近年来人们在较多的观赏植物上尝试使用柠檬酸来改变植物的颜色而增加观赏价值[15].Ducamp-Collin等研究表明,喷施柠檬酸能提高杨树、紫叶李、紫叶碧桃、紫叶矮樱和美人梅等叶片的花青素含量[29].喷施柠檬酸能使灰毛黄栌变红效果增强,同时使变色期提前.柠檬酸对3个色系榉树叶片的影响主要表现为:柠檬酸能使红色系榉树叶片的红色程度加深,变色期提前,这主要是由于柠檬酸能加速总叶绿素分解,并显著促进花青素的合成,比较合适的喷施浓度是9.6 mmol/L;柠檬酸有较好的护色和保鲜效果,这个特性可以让植物维持抗氧化活性而起到延缓叶片衰老的作用[30],因此,黄色系榉树对喷施不同浓度柠檬酸反应是:叶片推迟变色从而延长黄色系榉树的绿色期;柠檬酸对绿色系榉树叶片的影响较小,喷施不同浓度柠檬酸虽然在一定程度上促进了叶片花青素的合成,但效果不显著(P>0.05) [17].3.3 喷施蔗糖对榉树叶片颜色的影响糖类是花青素合成的信号物质、前体物质和能源物质[31],在花青素的合成中起重要作用.另外,已有研究表明,糖的积累对叶片的衰老有促进作用[32].叶面喷施蔗糖溶液可以使美国红枫和元宝槭等植物叶片花色素苷含量有显著提升,但对叶绿素含量影响不大,结果是使叶片红色加深,提高观赏价值[33];喷施蔗糖溶液也能够提高中红杨和红叶桃叶片中的花青素含量,使红色加深[34],也能使灰毛黄栌叶片变色提前且颜色更红,从而使观赏期提前 [29].喷施蔗糖溶液对不同榉树的影响不同,它除了能加速红色系榉树叶绿素的分解,使叶片红色程度加深外,还能使红色系榉树的变色期提前,从而使观赏期提前.对红色系榉树,比较适合的蔗糖浓度是600.0 mmol/L.这可能是因为蔗糖为红色系榉树花青素合成提供能量和前体物质,蔗糖特异性信号调节了花青素的生物合成.蔗糖对黄色系榉树的作用:不同浓度蔗糖在一定程度上均能延长黄色系榉树的绿色期,推迟叶片变黄.对绿色系榉树的影响:喷施200.0 mmol/L蔗糖对绿色系榉树,加速了叶绿素和类胡萝卜素的降解,但花青素相对含量影响不显著,结果使绿色系榉树叶片变黄,提前进入变色期.不同色系榉树对蔗糖的反应各不相同,蔗糖不同色系植物叶色的作用机理研究工作尚未有开展,相关的理论研究有待进一步深入[17].3.4 喷施赤霉素对榉树叶片颜色的影响赤霉素是延缓植株衰老的主要激素之一[35,36].此外,通过对灰毛黄栌的叶片喷施赤霉素,发现降低了灰毛黄栌叶片的变红效果,并使其落叶期延迟[37].王战义等在研究外源喷施化学物质对烤烟叶片色素的影响时发现,赤霉素对叶片色素的影响是通过促进叶绿素、多酚类色素和的类胡萝卜素等的降解来实现的[27].喷施赤霉素对榉树叶片颜色也有不同程度的的影响,而且喷施浓度和时间不同,影响的程度也不同.(1)对红色系榉树的影响:喷施0.01 mmol/L赤霉素能抑制叶片内类胡萝卜素的合成,降低红色系榉树的红色程度进而使变色期推迟,但是这个浓度的赤霉素作用的时效性不长,在停止喷施后,叶片则迅速恢复转色;而喷施0.001 mmol/L赤霉素则能稳定地抑制叶片内类胡萝卜素的合成,使叶片变色速度减缓,导致落叶期延迟,而且这个浓度对叶片的作用时间较长;(2)对黄色系榉树的影响:喷施不同浓度的赤霉素(0.01 mmol/L、0.001 mmol/L)都能延长黄色系榉树的绿色期,从而使变色期推迟,最终导致落叶期延迟;(3)对绿色系榉树的影响:喷施不同浓度的赤霉素(0.01 mmol/L、0.001 mmol/L)都能使绿色系榉树的叶片提前变色,从而使变色期提前,最终导致落叶期提前[23].4 研究展望榉树秋季叶色变化丰富,是优良的造林和观赏树种.对榉树叶色研究主要集中在:(1)榉树叶色的分类;(2)榉树叶片色素的组成及色素含量变化规律;(3)不同叶色榉树的叶片结构特点;(4)外源物质对榉树叶色影响.虽有许多学者对榉树秋季叶色的类型、叶色与色素的关系、叶片呈色机理、植物营养和光照对不同色系榉树秋季叶色的影响以及外源化学物质对榉树叶色的调控等方面进行了相关研究,但与李属、槭树属、黄栌和银杏等常用的观赏树种相比,榉树的研究深度和广度还远远不及[15,33];榉树叶片的化学元素、外界条件(如光照、温度和干旱等条件)对榉树叶色的影响研究仍未涉及[38,39];外源喷施化学物质对榉树秋季叶片颜色的影响研究才刚刚开始.榉树叶色相关研究成果在提高榉树的观赏价值上的推广应用,仍任重道远.参考文献:【相关文献】[1] 金晓玲.榉树的生物学特性和微繁技术研究[D].株洲:中南林学院,2003.Jin X L.Study on biological character and micro-reproduction on Zelkovaschneideriana[D].Zhuzhou:Central-South Forestry University,2013.[2] Zhang R Q,Yang J,Jin X L,et al.Dynamic activity of endogenous plant hormones in Zelkova schneideriana during the growth of 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叶绿素荧光图像分析在植物病害诊断中的应用
叶绿素荧光图像分析在植物病害诊断中的应用植物是自然界中重要的生物资源,对人类的生存和发展起着至关重要的作用。
然而,植物病害的出现给人们的农业生产、生态环境以及生物多样性等方面带来了极大的影响。
为了保护植物健康和提高农业生产效率,研究人员不断探索新的病害诊断方法和技术。
在这些技术中,叶绿素荧光图像分析已经成为了一种有效的手段。
一、叶绿素荧光图像分析原理叶绿素是植物在光合作用中进行光能转化和电子传递的必备物质。
植物叶子中的叶绿素光合色素在光照下会发生荧光现象,也就是通过自身放出的光线来表现自身的状态。
通过测量叶绿素荧光图像,可以准确地反映叶片的生理状态,在植物病害诊断中有着广泛的应用。
二、叶绿素荧光图像分析方法叶绿素荧光图像分析是一种非侵入式的检测方法。
通过使用荧光成像仪,将植物叶片上的叶绿素荧光图像捕获下来,并进行图像处理和数据分析。
其中,荧光成像仪具有高灵敏度、高分辨率、高效率等优点,能够捕获高质量的荧光图像。
数据分析一般采用图像处理和计算机算法,通过对图像的分析,得到叶片的荧光参数和荧光图像分布等信息,从而反映叶片的生理状态和健康程度。
三、叶绿素荧光图像在植物病害诊断中的应用叶绿素荧光图像分析在植物病害诊断中有着广泛的应用。
其中最为常见的就是对植物非生物胁迫的检测,如土壤污染、气候变化等对植物生长所产生的影响。
此外,对于植物病害的检测,叶绿素荧光图像分析也有着重要的意义。
通过对感染植物病原菌、病毒等的病株与非感染对照株的叶绿素荧光图像进行比较分析,研究人员可以发现叶片荧光强度、Fv/Fm、PI等参数的变化,从而判断植物叶片内部状态的变化。
比如,健康的植物叶片可以在不同激发波长下通过荧光成像仪所获得的图像表现出较为均匀的绿色,而受到病原菌感染的叶片则会出现荧光图像整体发红现象,说明此时植物光合系统受到了病原菌的破坏。
因此,利用叶绿素荧光图像分析技术,可以快速、简便、准确地检测植物病害,为植物保健和农业生产提供有力支持。
乌桕属的化学成分及药理活性研究进展
作者:计红冰,邹峥嵘,徐林初,罗坤水【摘要】文章综述了近年来乌桕属植物化学成分及其药理活性的研究进展,简要介绍了乌桕属植物对某些疾病的辅助治疗作用,以期为乌桕属植物的进一步研究和开发利用提供依据。
【关键词】乌桕化学成分药理活性大戟科乌桕属植物约有120种,我国有10种,主要分布于热带,亚热带地区有少量分布[1]。
乌桕Sapium sebiferum (L) Roxb别名木蜡树、乌桕籽、木梓、桕子柴等,落叶乔木,生长于我国湖北、浙江、四川、贵州、湖南、江西、河南等省。
乌桕为我国特产树种,有千年以上栽培历史,江西栽培品种有十几个之多。
由于乌桕种子出油率高、品质优良、用途广泛而具有重要经济价值,被列为我国四大木本油料植物。
乌桕还具有较大的药用价值,传统中医理论认为乌桕性凉、味苦、具小毒,叶、根、皮入药能清热解毒、消肿、利水通便、消积、杀虫、解毒、疔毒等,主治头痛、牙疼、水肿、臌胀、湿疮、疥癣、蛇伤和肝硬化等病症[2]。
为了阐明乌桕药理活性及治疗作用的物质基础,人们对其体内的化合物进行了较多研究。
迄今为止从该属植物中分离得到的化合物包括黄酮类、多酚类、香豆素类、鞣花酸类、萜类等。
1 化学成分1.1 基本化学组成乌桕叶中基本化学组成的含量平均值为(g/100 g):水分14.48,灰分8.19,蛋白质8.46,脂肪4.46,膳食纤维25.77,水溶性总糖18.26,其它无氮浸出物如淀粉16.36;乌桕叶中的氨基酸主要以酸性氨基酸谷氨酸、天门氨酸,以及中性氨基酸亮氨酸为主,必需氨基酸中赖氨酸含量丰富,其他各种氨基酸含量相对较低;微量元素平均值为(μg/g):锌77.32,铜77.33,铁164.29,锰1119.25 ;常量元素平均值为(mg/g):氮17.31,磷1.47,钾6.94,钙13.15,镁3.99[3]。
相关文献表明乌桕是富锰植物,对其可否在预防和治疗糖尿病方面产生效果有待进一步研究。
1.2 黄酮类化合物从该属植物中已获得的黄酮类化合物有槲皮素(1),该化合物为黄色晶体,其分子式为C15H10O7,其次是山萘酚(2),为黄色粉末,分子式为C15H10O6,这两种化合物均属于黄酮醇[4]; 2007年王洪庆等[5]从乌桕叶中分离得到另几种黄酮类物质,山萘酚-3-O-β-D 葡萄糖苷(3)、山萘酚-3-O-β-D 半乳糖苷(4)、芦丁(5)等;柳润辉等[6]从乌桕中分离得到几种黄酮类化合物,分别为异槲皮苷(6)和2〞-没食子酰基异槲皮苷(7),前者为黄色结晶性粉末,后者为黄色粉末;在该植物中还发现有槲皮素苷(8)。
基于数字图像处理技术测定植物叶片属性
基于数字图像处理技术测定植物叶片属性一、实验名称:基于数字图像处理技术测定植物叶片属性。
二、实验目的1.掌握并熟练使用matlab R2014b软件;2.采用合适的分割方法对原图片进行图像分割,获取目标叶片;3.将分割后的图片进行去噪增强处理;4.通过matlab软件来测定目标叶片的属性;5.通过手工网格法计算出目标叶片实际属性,并与实验结果对比修改。
三、实验原理实验通过手动网格法测出叶片实际面积值,并与通过matlab图像处理计算出的实验面积值对比,研究测试运用matlab图像处理技术提取叶片面积的可行性。
实验中,将已知属性的小方格(1cm*1cm)作为参照物与所测叶片置于同一平面的白纸上,用手机相机获取图像。
由于数字图像都是由一个个像素点组成,可以根据像素点比例和参照物属性求出植物叶片属性。
叶片面积计算公式如下:Array式1:叶片面积 = 参照物面积叶片周长计算公式如下:式2:叶片周长 = 参照物周长四、实验步骤(1)网格测面积手工制作网格纸一张(最小格边长5mm),将叶片轮廓描于纸上,计算轮廓所占方格数(未占满格的均按半格计算),得出实际面积约为24cm2。
用一根细线围绕叶子一周,然后拉直,测其周长为22.2cm。
图1:获取的原图片(黑方格为参照物)图2:网格法求叶片实际面积(2)matlab图像处理提取叶片属性1、图像灰度处理图3:灰度图像 2、中值滤波图4:中值滤波3、二值化图5:二值化图像4、颜色反转5、提取边缘6、填补边缘空隙7、图像切割对分割后的图像进行图像切割,平均分为三份(如图6、7)。
图6:切割后的叶片图像图7:切割后的参照物图像8、分别计算目标叶片和参照物图像的像素数由于分割后的图像均为二值图像(0和255),所以目标叶片和参照物图像的像素数可以运用sum()函数列出以下式子得出:参照物像素数=sum(sum(参照物图像))/255;目标叶片像素数=sum(sum(目标叶片图像))/255;9、分别计算目标叶片和参照物的实验周长首先运用bwconncomp函数分析滤波后图像的连通域个数,然后运用regionprops函数计算各连通域周长。
杭州地区典型彩叶树种秋季呈色特征研究
摘要近年来彩色森林建设在全国开展开来,针对彩叶树种的呈色物候研究紧跟时代的需要,具有其现实意义。
本文以杭州地区常见的36种彩叶树种为研究对象,应用美景度评价法、聚类分析法、树种色彩定量分析法等,进行呈色物候、色彩观赏特性研究,获得主要研究结论如下:1.调查结果显示:36种主要秋色叶树种的秋色期开始时间大致在10月上旬,12月初大多数树种完成落叶,秋色期结束。
其中变色较早的树种是檫树、樱花、白玉兰、马褂木等,其中马褂木、悬铃木、黄连木、杜英的观赏持续期最长,达到了一个半月左右。
檫树、银杏等观赏期也在一个月以上。
根据秋叶色彩变化的类型将36个树种划分为同步变色加深型、色斑扩张型、色彩提亮型和变色落叶交叉型。
2.采用美景度评判法对36种秋色叶树种开展单株美景度评价,得出36个树种的美景度值排序,其中观赏价值最高的树种是檫树、银杏、鸡爪槭和金钱松。
在进行单株树种的美景度评价时同时评价了四个变色时期的照片,整体来说美景度值在变色中后期最高,前期和末期的美景度值较低。
对美景度影响指标的模型分析表明,对比度加色调、冠形整齐1率、挂叶率、色彩数量和全彩亮度可作为影响秋季树种美景度的主导因素。
3.运用数量分类法根据树种美景度值对其进行聚类分析,结合观赏期长短进一步分级,得出的结果更加准确真实,36个树种被分为了6个等级,概括为优(Ⅰ、Ⅱ级)、良(Ⅲ、Ⅳ级),差(Ⅴ、Ⅵ级)。
其中I级树种包括2种,檫树和银杏,它们的特点是有优美的秋色景象,观赏价值极高,且树种的个体和群体的观赏天数都较长,既适合孤植欣赏也适合群植形成壮丽的秋色。
4. 针对彩色森林营建过程中树种配置方面的问题,结合美景度评价和树种分类结果、植物学知识及现有相关成果,总结以下6种配置模式:包括单色型、同步型、主序型、绿底型、接力型和共赏型。
并指出所研究的主要树种的具体应用方案。
为秋季植物景观配置提供了参考。
关键词:秋色叶树种,色彩季相变化,彩色森林,美景度评价IAbstractIn recent years, the construction of colored forests has been carried out in the whole country. The research on color phenology of colored-leaf tree species keeps pace with the needs of the times and has practical significance.In this paper, 36 species of colored-leaf tree species commonly found in Hangzhou area are taken as research objects, and color phenology and color ornamental characteristics are studied by using scenic beauty evaluation method, cluster analysis method, tree species color quantitative analysis method, etc.The main conclusions are as follows:1. The survey results show that:The autumn color period of 36 main autumn leaf species begins in early October, most species complete defoliation in early December, and the autumn color period ends.Among them, Sassafras, Cherry Blossoms, Magnolia denudata, Liriodendron chinense and so on, among which Liriodendron chinense, Platanus acerifolia, Pistacia chinensis and Du Ying have the longest viewing duration, reaching about one and a half months.1. The ornamental period of Sassafras and Ginkgo is also more than one month. According to the type of autumn leaf color change, 36 tree species can be divided into synchronous color change deepening type, color spot expanding type, color brightening type and color change deciduous cross type.2. The method of scenic beauty evaluation was used to evaluate the individual scenic beauty of 36 autumn leaf trees, and the order of scenic beauty values of 36 trees was obtained.The species with the highest ornamental value are Sassafras, Ginkgo, Acer palmatum and Pinus densiflora.When evaluating the scenic beauty of individual tree species, the photos of four color changing periods were evaluated at the same time. Overall, the scenic beauty value was the highest in the middle and late color changing period, while the scenic beauty value in the early and late color changing period was lower.The model analysis of the impact indicators of scenic beauty shows that contrast plus color tone, uniform crown 1 rate, leaf hanging rate, color number and full-color brightness can be taken as the dominant factors IIaffecting the scenic beauty of tree species in autumn.3. The quantitative classification method is used to cluster tree species according to their scenic beauty values, and further classification is carried out according to the length of viewing period, so that the obtained results are more accurate and true.The 36 tree species were divided into 6 grades, which were classified as excellent (grade Ⅰ and Ⅱ), good (grade Ⅲ and Ⅳ) and poor (grade Ⅴ and Ⅵ).3. Among them, Class I tree species include 2 species, Sassafras and Ginkgo. They are characterized by beautiful autumn scenery and extremely high ornamental value. Moreover, individuals and groups of tree species enjoy longer ornamental days, which is suitable for both solitary and group planting to form magnificent autumn scenery.4. Aiming at the problems of tree species allocation in the process of color forest construction, combining the scenic beauty evaluation and tree species classification results, botanical knowledge and existing related achievements.Summarize the following 6 configuration modes: monochrome, synchronous, main sequence, green bottom, relay and shared appreciation.At the same time, it points out the concrete application plan of the main tree species studied. It provides a reference for plant landscape configuration in autumnKeywords : autumn color leaf species, color season phase change, color forest, beauty degree evaluationIII目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 研究的背景 (1)1.1.2 研究的目的及意义 (1)1.2 研究内容 (2)1.2.1 叶色季相特征分析 (2)1.2.2 观赏效应评价分析 (2)1.2.3 树种物候数量分类 (3)1.2.4 色彩配置模式探究 (3)1.3 技术路线 (4)第二章国内外彩叶树种色彩研究概况 (5)2.1 国内外研究现状 (5)2.1.1 植物色彩季相研究现状 (5)2.1.2 色彩定量化研究现状 (6)2.1.3 色彩景观评价研究现状 (7)2.1.4 树种数量分类研究现状 (8)2.2 植物色彩研究发展趋势 (8)2.2.1 色彩季相特征研究与植物造景应用结合日益紧密 (8)2.2.2 色彩分析定量化,评价公众化 (8)2.2.3 现代信息技术应用的广度与深度不断拓展 (9)第三章叶色季相特征分析 (10)3.1 杭州主要气候概况 (10)3.2 主要秋色叶树种叶色季相特征分析和量化研究 (10)3.2.1 材料与方法 (11)3.2.2 结果分析 (14)IV第四章单株树种美景度评价 (21)4.1 评价内容与方法 (21)4.1.1 评价方法及对象 (21)4.1.2 SBE分值评判 (22)4.1.3 美景度分值计算 (22)4.2 结果与分析 (23)4.2.1 人群审美倾向分析 (23)4.2.2 树木美景度排序 (25)4.2.3 不同时期树种美景度值差异性分析 (29)4.3 秋色叶树种美景度评价因子相关分析与预测模型 (30)4.3.1 评价因子相关分析 (30)4.3.2 评价模型与关键因子分析 (32)4.4 本章小结 (34)第五章树种物候数量分类 (35)5.1 研究方法 (35)5.2 结果分析 (35)5.2 杭州地区秋色叶树种分级 (37)5.3 小结 (38)第六章色彩季相配置研究 (39)6.1 色彩季相配置原理 (39)6.1.1 色彩的对比与调和 (39)6.1.2 色彩面积比例关系 (40)6.1.3 色彩要素的选择 (40)6.1.4 基于观赏视距的配置 (41)6.2 色彩季相配置原则 (41)6.2.1 基于时间要素的色彩季相配置 (41)6.2.2 基于空间要素的色彩季相配置 (41)V6.4 小结 (43)第七章结论与讨论 (45)7.1 结论 (45)7.2 讨论 (45)参考文献 (47)在读期间的学术研究 (50)致谢 (51)VI图1-1 技术路线图 (4)图3-1 平均气温变化值(2018年9月10日—12月19日) (13)图3-2 主要秋色叶树种的秋色观赏期 (16)图3-3 主要秋色叶树种叶色季相变化图 (17)图4-1 不同性别人群的美景度均值比较 (23)图4-2 不同专业背景人群的美景度均值比较 (24)图4-3 不同学历背景人群的美景度均值比较 (24)图4-4 回归剩余标准差累积概率分布 (33)图5-1 树种系统聚类分析图 (36)VII表3-1 主要秋色叶树种研究对象 (11)表3-2 树种秋色叶色系划分和颜色值标定 (14)表3-3 主要秋色叶树种变色时期类型划分 (18)表4-1 秋色叶树种美景度排序(按树种美景度均值) (25)表4-2 树种美景度均值及四个时期美景度值排名 (27)表4-3 四期SBE均值比较 (29)表4-4 SBE差异性四期独立样本T检验 (29)表4-5 秋色叶树种景观要素分解 (30)表4-6 景观要素间的相关分析 (31)表4-7 逐步回归模型变量系数及t检验 (32)表5-1 树种聚类分类表 (37)表5-2 主要秋色叶树种分级 (37)表6-1 根据植物观赏部位分类 (43)VIII第一章绪论第一章绪论1.1 引言1.1.1 研究的背景为了满足人民群众对美好的生态环境日益增长的需求,党的十八大提出了建设“生态文明、美丽中国”的伟大构想,会议指出要将生态文明融入经济、政治、文化和社会建设的全方面[1],努力建设美好,可持续发展的社会。
4种园林树木叶片秋季变色期的呈色机理
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J].林 业 与 生 态 科 学,
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利用叶片颜色判断土壤养分方法的研究
目前 国内外有 专家采 用 机 器 视觉 技 术 , 对 叶 片进 行颜
s o i l n u t r i e n t a n a l y s i s f o r a g r i c u l t u r a l p r o d u c t i o n,r a p i d d e t e c t i o n o f s o i l n u t r i e n t a d e q u a c y a n d p r o v i d e s a c o n v e n i e n t a n d f e a s i b l e wa y .
b a s e d on M CU ,t hr ou gh q u an t i t at i v e c o l or da t a,i n- d ep t h q ua n t i t a t i v e a na l y s i s of t h e c o r r e l at i o n b e t we e n l e a f c o l o r a nd
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S t u d y o n t h e me t ho d o f d e t e r mi n a t i o n o f s o i l n u t r i e n t s b y l e a f c o l o r
叶子变色原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验,了解和掌握叶子变色的原理,探究环境因素对叶子颜色变化的影响,加深对植物生理学中色素代谢过程的理解。
二、实验原理植物叶子中的主要色素包括叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和花青素等。
其中,叶绿素是植物进行光合作用的关键因素,其含量在春夏季节较高,使得叶子呈现出绿色。
随着季节的变化,叶绿素的合成减少,其他色素逐渐显现出来,导致叶子颜色发生变化。
本实验通过观察不同环境条件下叶子颜色的变化,分析影响叶子变色的因素,进一步揭示叶子变色的原理。
三、实验材料1. 实验植物:常绿树、落叶树各一棵2. 实验工具:剪刀、放大镜、透明容器、温度计、湿度计、光照计3. 实验试剂:蒸馏水、pH试纸、氮、磷、钾等无机盐溶液四、实验步骤1. 观察实验植物的叶子颜色,记录初始状态。
2. 分别对常绿树和落叶树进行以下实验:(1)温度实验:将实验植物分别放置在不同温度条件下(如20℃、25℃、30℃),观察并记录叶子颜色变化。
(2)湿度实验:将实验植物分别放置在不同湿度条件下(如50%、60%、70%),观察并记录叶子颜色变化。
(3)光照实验:将实验植物分别放置在不同光照条件下(如全光照、半光照、遮光),观察并记录叶子颜色变化。
(4)氮、磷、钾实验:将实验植物分别施用不同浓度的氮、磷、钾溶液,观察并记录叶子颜色变化。
3. 对比分析不同实验条件下实验植物的叶子颜色变化,总结影响叶子变色的因素。
五、实验结果与分析1. 温度实验:在20℃条件下,实验植物的叶子颜色变化不明显;在25℃条件下,叶子颜色逐渐由绿色变为黄色;在30℃条件下,叶子颜色变为红色。
说明温度对叶子变色有显著影响,高温有利于红色素的合成。
2. 湿度实验:在50%湿度条件下,实验植物的叶子颜色变化不明显;在60%湿度条件下,叶子颜色逐渐由绿色变为黄色;在70%湿度条件下,叶子颜色变为红色。
说明湿度对叶子变色也有一定影响,高湿度有利于红色素的合成。
3. 光照实验:在全光照条件下,实验植物的叶子颜色变化不明显;在半光照条件下,叶子颜色逐渐由绿色变为黄色;在遮光条件下,叶子颜色变为红色。
榉树秋季叶色变化分析及应用前景
榉树秋季叶色变化分析及应用前景
榉树是一种常见的落叶乔木树种,它广泛分布于中亚、欧洲、北美等地区。
在秋季,榉树的叶子呈现出充满艳丽色彩的变化,成为了一道美丽的景观。
本文将从榉树秋季叶色变化的原因、应用前景等方面进行分析。
一、榉树秋季叶色变化的原因
榉树秋季叶子变色的原因主要是由于温度和日照时间的变化。
随着温度的下降和日照时间的减少,榉树的叶子中含有的叶绿素会逐渐消失,而叶黄素和类胡萝卜素的浓度则不断升高,使得叶子的颜色变得越来越黄。
此外,氧化还原过程中的酸碱度变化以及日照强度、土壤含水量等因素也会影响榉树叶子的颜色变化。
1. 观赏价值
榉树秋季叶色变化的丰富多彩,成为了许多人登山、游览时的美丽风景,也是城市公园、庭院、景区等的重要绿化树种之一。
2. 研究价值
榉树秋季叶色变化的机理和调节机制对于植物生理生态学的研究具有重要意义。
通过研究榉树秋季叶色变化的调节机制,可以为其他树种的观察和研究提供指导和参考。
3. 经济价值
榉木是一种重要的木材树种,具有强度高、纹理美、耐久性好等优点,可以被用于建筑、造纸、制作家具等方面。
而榉树秋季叶色变化的景观价值也为旅游业、文化艺术等领域提供了商机。
三、结语
总而言之,榉树秋季叶色变化是一种自然、美丽的现象,具有广泛的观赏、研究和经济价值。
我们应该保护好榉树这种树种,让它们的美丽和价值得以延续。
基于图像处理技术的5种红树林叶片形态特征及叶绿素相对含量的估测
基于图像处理技术的5种红树林叶片形态特征及叶绿素相对含量的估测作者:张沛健尚秀华吴志华来源:《热带作物学报》2020年第03期摘要:为研究基于计算机视觉的图像处理技术获得的红树林叶片形态特征和叶绿素相对含量,以5种红树林为研究对象,分析其叶片形态特征及建立叶片颜色参数和叶绿素相对含量的回归模型,为苗木培育及营养诊断提供理论依据。
结果表明:基于图像处理技术获得红树林叶片形态特征值是可信的,5种红树林叶片形态特征(叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶片形态因子)存在显著差异。
红海榄和木榄单片叶片最大,其次是秋茄和桐花树,白骨壤叶片最小,白骨壤叶片形态接近椭圆形,红海榄和秋茄2种红树叶片属于长条型,木榄和桐花树叶片形态类似,红海榄叶长和叶宽相关性最强。
5种不同种类红树林的SPAD值和Dualex值差异性显著。
利用数码相机获取5种红树林叶片彩色图像,通过图像处理软件提取RGB以及通过差值、比值、标准化值、归一化值等运算组合的28种颜色特征值,与叶绿素相对含量(SPAD 值、Dualex 值)进行回归分析,B值与SPAD值极显著相关,(R+B+G)/3、R/B、G/B与SPAD值显著相关;18种颜色特征参数与Dualex值显著相关,其中相关系数最大的为G-B和G 值。
因此,可依据颜色特征参数(R、G、B)建立相应的统计模型进行红树林叶片叶绿素含量的估测,进而为检测红树林生长、诊断营养状况以及进行水肥精确管理提供理论依据和技术支持。
关键词:红树林;图像处理技术;叶片形态特征;颜色特征参数;叶绿素相对含量中图分类号;S758 文献标识码:AMorphological Characteristics of Leaves and Estimation of Relative Chlorophyll Content in Five Species of Mangrove Based on Image Processing TechnologyZHANG Peijian, SHANG Xiuhua, WU Zhihua*China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang, Guangdong 524022, ChinaAbstract: The morphological characteristics of mangrove leaves, the relationship between color characteristic parameters of leaves and chlorophyll content were acquired by the computer vision image processing technology. The leaf morphological characteristics and regression models of leaf color parameters and chlorophyll content were established to provide a theoretical basis for seedling cultivation and nutritional diagnosis. It was reliable to obtain morphological characteristic values of mangrove leaves based on the image processing technology. There were significant differences in leaf morphological characteristics (leaf area, leaf length, leaf width, leaf circumference and leaf morphological factors) among the five mangrove species studied. Rhizophora stylosa and Bruguiera gymnorrhiza had the largest single leaf, followed by Kandeliaobvolata and Aegiceras corniculatum, and Avicennia marina had the smallest leaf. The leaf morphology of A. marina was nearly elliptic. R. stylosa and K. obvolata belonged to long strip type. The leaf morphology of B. gymnorrhiza and A. corniculatum was similar, and the correlation between leaf length and leaf width of R. stylosa was the biggest. The SPAD value and Dualex value of the five different mangrove species were significantly different. Five kinds of color images ofmangrove leaves were acquired by a digital camera. RGB was extracted by an image processing software and 28 kinds of color eigenvalues were combined by difference, ratio, standardization and normalization, and the relative content chlorophyll (SPAD value, Dualex 4 value) was analyzed by regression. Statistical test showed that there was extremely significant correlation between B value and SPAD data,(R+B+G)/3, R/B and G/B were significantly correlated with SPAD data, and 18 color characteristic parameters were significantly correlated with Dualex data,among which G-B and G values had the largest correlation coefficient. Therefore, statistical model could be established to estimate the chlorophyll content of mangrove leaves based on the color characteristic parameters, which could provide a theoretical basis and technical support for the detection of mangrove growth, diagnosis of nutritional status and precise management of water and fertilizer.Keywords: mangrove; image processing techniques; leaf morphology characteristics; color characteristic parameters; relative chlorophyll contentDOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.03.011红树林(mangrove)是指生长在热带、亚热带海岸潮间带的木本生物群落,红树林区的植物可分为真红树植物、半红树植物和伴生植物[1]。
光照和土壤对乌桕秋季叶片色素及可溶性糖的影响
光照和土壤对乌桕秋季叶片色素及可溶性糖的影响吴飞洋;柳新红;董峰平;董海日;叶明;李因刚【摘要】以乌桕不同品系容器苗为试验材料,测定其叶片变色过程中色素和可溶性糖含量变化,分析光照、土壤及其相互作用对乌桕叶片呈色的影响.结果表明:叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量在不同处理中均呈显著下降趋势,而花色素苷含量则显著上升,可溶性糖含量先上升后下降.土壤、光照、土壤与光照互作效应在不同时期对色素和可溶性糖含量表现出显著或极显著影响.山地红壤和全光照下各品系在叶片色素变化上表现为最优,叶片内叶绿素a+b降解幅度分别为0.77、1.19 mg/g,花色素苷含量分别高于稻田土+50%遮阴处理6.47倍、1.34倍.相关性分析显示,叶绿素a、叶绿素b与叶绿素a+b含量均与花色素苷含量呈极显著负相关.乌桕在秋季叶色变化过程中,在全光照和山地红壤条件下更利于叶色的呈现.【期刊名称】《西南林业大学学报》【年(卷),期】2019(039)006【总页数】8页(P41-48)【关键词】乌桕;光照;土壤;叶绿素;花色素苷;可溶性糖【作者】吴飞洋;柳新红;董峰平;董海日;叶明;李因刚【作者单位】浙江农林大学林业与生物技术学院,浙江杭州 311300;浙江省林业科学研究院,浙江杭州 310023;浙江省林业科学研究院,浙江杭州 310023;浙江省林业科学研究院,浙江杭州 310023;建德市林业局,浙江杭州 311600;建德市林业局,浙江杭州 311600;浙江省林业科学研究院,浙江杭州 310023【正文语种】中文【中图分类】S718.43乌桕(Sapium sebiferum)为大戟科(Euphorbiaceae)乌桕属(Sapium)落叶乔木,别名蜡子树、桕子树,喜生于旷野、塘边或疏林中,广泛分布于我国黄河以南各省区,北达陕西和甘肃[1]。
乌桕是集油用、材用、药用和观赏等多种价值于一身的多用树种,种子总出油率可达40%,榨取的桕脂和青油被广泛用于油漆和制皂等[2],木材是建筑、家具和模具生产的良材[3]。
秋天树叶为什么会变黄
秋天树叶为什么会变黄树叶为什么会变黄呢?到了秋天,随着天气转凉,温带地区大约10%的树种,会在几周的时间里出现树叶变色的现象。
为什么会这样呢?多数种类的树叶会变成橙色或黄色,比如杨树、银杏等,是因为树叶里参与光合作用的主要化学物质叶绿素降解,转运回树干、树根储存起来;而平时担任光合作用辅助角色的化学物质类胡萝卜素、叶黄素的颜色(橙色或黄色)呈现出来。
少数种类的树如枫树、椿树、黄栌变成红色,是因为当气温低于0-7℃时度时,这些植物树叶里生成了一种叫做花青素的化学物质。
花青素是我们在植物花瓣中常见的主要呈色物质,水果(苹果)、蔬菜(如紫甘蓝、茄子)、花卉(如玫瑰花)等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。
花青素保存在植物细胞里一个就做“液泡”的囊里,当液泡不同的pH值(酸碱度)条件下,花瓣(果皮)呈现五彩缤纷的颜色。
变红的叶子会给树木的生存能带来什么好处吗?一种观点认为,到秋天时树木会从即将枯死的树叶中收集对自己有益的化合物并将其储存起来,留待以后使用。
而秋叶之所以会变红,是因为红色素参与了这一过程。
另外一种观点则认为,红色是给啃噬树叶的蚜虫发出的信号,这种昆虫会在秋天寻找产卵地点。
蚜虫不喜欢红色,树叶变红发出的信息是:不要在这里产卵,这里不是你生养孩子的好地方。
树叶落地后,胡萝卜素、叶黄素、花青素也都会随之降解,这时树叶变成了褐色,这是树叶中一种就做“单宁”的化学物质所呈现出来的颜色,也是我们在茶叶里常常看到的颜色,你在吃柿子和喝葡萄酒时感觉到的涩的味道就是单宁的味道。
植物又为什么要改变叶子的颜色?每年入秋之后,树木的叶子就开始从北向南逐渐变红。
随风飘落的红叶和黄叶不仅昭告了秋天的到来,还吸引了大批的游人。
比如北京的香山,10月和11月里常常是游人如织,摩肩接踵,人比红叶多几许。
在其他地方,也有许多森林公园举办红叶节,漫山遍野,层林尽染,别有一番风景。
那么,树叶是怎样变色的呢?植物又为什么要改变叶子的颜色?所谓红叶,也就是在秋天变成红色的叶子。
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( 1 .J i a n g s u A c a d e m y o f F o r e s t r y N a n g 2 1 1 1 5 3 ; 2 .L f i e S c i e n c e L a b o r a t o r y C e n t e r S c h o o l o fL f i e S c i e n c e s ,№ , n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y N a n j i n g 2 1 0 0 9 5 ) S CI ENTI A
S I LVAE
SI NI CAE
乌桕 秋 叶显 色 的生 理 生 化 与数 字 图像 分 析
黄 利 斌 陈庆 生 张 敏 钱 猛 窦全 琴
( 1 .江 苏省 林 业 科 学 研 究 院 南京 2 1 1 1 5 3 ; 2 . 南京 农 业 大 学 生命 科 学学 院 生命 科 学 实验 中心 南京 2 1 0 0 9 5 )
第4 9卷 第 1 1 期
2 0 1 3年 1 1 月
d o i : 1 0 . 1 1 7 0 7 / j . 1 0 0 1 — 7 4 8 8 . 2 0 1 3 1 1 0 5
林
业
科
学
Vo 1 . 4 9. No .1 1 No v ..2 0 1 3
C h i n e s e t a l l o w t r e e s( S a p i u m s e b i f e r u m)w i t h d i f f e r e n t c o l o r e d l e a v e s we r e m e a s u r e d .T h e R,G a n d B v a l u e s o f t h e l e a v e s
i n t h e l e a v e s we r e o b s e r v e d i n s i t u b y t h e i r a u t o l f u o r e s c e n c e .T h e r e s u l t s s h o we d t h a t t h e r e wa s n o c o r r e l a t i o n b e t we e n
关键词 : 乌桕 ; 叶 色 ;R G B值 ;色 素 ; 全 氮 ;碳 水 化 合 物 中图 分 类 号 :s 7 1 8 . 4 3 文献标识码 : A 文 章 编 号 :1 0 0 l 一 7 4 8 8 ( 2 0 1 3 ) l 1— 0 0 3 2—1 0
An a l y s i s o f Au t u mn a l Le a f Co l o r i z a t i o n o f S a p i u m s e b i f e r u m b y
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摘
要: 研 究 不 同颜 色 乌 桕 秋 叶 的 色 素 含 量 、 全氮及碳 水化合 物含量 , 定量分析 叶片 的 R G B值 , 并 观察 叶绿素 、
类 胡 萝 素及 花 色 素 苷 在 叶 片 中 的分 布 情 况 。 结 果 表 明 : 色素含 量与单 一的 R G B ( 红、 绿、 兰色) 值 无 直 接 相 关 关 系, 而C h l a 与( G —B ) / ( R —B) 呈正 相 关 , C h l b和 总 叶 绿 素 均 与 R / ( R +G +B ) 呈 显 著 负相 关 , 花 色 素 苷 与 R / ( G —B ) 呈 显 著 正 相 关 。绿 叶 全 氮 含 量 最 高 , 而 在转 色 后 的 叶 片 中 , 红 色 和 紫 色 叶 片 的 氮 含 量 又 高 于 橙 色 和 黄 色 叶片。全氮与总叶绿索含量呈显著正相关 , 蔗糖与花 色素苷呈 正相关 , 淀 粉 与 叶 绿 素 a和 总 叶 绿 素 均 呈 极 显 著 正
相关 , 非 结 构 性 碳 水 化 合 物 总 量 与 类 胡 萝 素 含 量 呈 显 著 正相 关 。 本研 究期 望 从 生 理 及 结 构 等 方 面 找 到 影 响 叶 片
呈色的相关因素 , 丰富叶片呈色机制的基础资料 , 为 选 育 秋 季 叶 色 纯 正 的乌 桕 优 良 观 赏 株 系 提 供 理 论 依 据 。
Ab s t r a c t :
I n t h e p r e s e n t s t u d y, ol f i a r p i g me n t s ,n i t r o g e n( N)a n d c a r b o h y d r a t e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e a u t u mn l e a v e s o f