长宽法测定作物叶面积的校正系数研究

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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
江苏农业科学 2007年第 2期
证 。全部观测均在昆山水利技术推广站的试验基地 进行 。
2 结果与分析
2. 1 修正系数
根据各种作物的叶面积和叶片最大长度与宽度
实测资料 ,通过回归分析建立叶面积与长宽积之间
的回归方程 ,确定各种作物的修正系数 。分析结果
见表 1和图 1。玉米 、水稻 、大豆和甘薯叶面积计算
(平均为 9. 2)的修正系数 。对于形状更接近圆形的 叶片如大豆和甘薯叶片 ,其修正系数比较接近 ,与狭 长形叶片相比其修正系数较小 。 2. 2 长宽法计算结果
另外分别选取一定数量的叶面积测定结果 ,根 据回归得到的修正系数 ,用长宽法计算得到作物的 叶面积计算值 ,与测定结果比较 ,验证长宽法的可行 性与实用性 。结果如图 2所示 ,对玉米 、水稻 、大豆 和甘薯 4种作物采用上述方法确定的修正系数 ,叶 面积计算结果与采用仪器测定得到的结果之间具有 较好的一致性 ,计算值与测定值之间的决定系数 R2 均在 0. 9以上 。表 2显示了计算值与测定值之间的 误差统计情况 , F统计量结果显示 ,对 4种作物采用 长宽法测定得到的叶面积与仪器测定结果之间具有 较高的一致性 。相对误差分析显示 ,相对于仪器测 定结果 ,长宽法计算得到的玉米 、水稻 、大豆和甘薯 叶面积结果的平均误差分别为 4. 13、4. 08、5. 21 和 5. 96,对狭长形叶片的计算结果优于圆形叶片 ,并且 叶片长宽比最大的水稻 ,计算误差最小 。
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作物
玉米 水稻 大豆 甘薯
表 2 计算结果与实测结果的误差统计
相对误差绝对值 ( % )
平均
最大
最小
合格率 (%)
4. 13
11. 40
0. 04
95
4. 08
22. 64
0. 03
94
5. 21
17. 43
0. 21
93
5. 96
14. 55
0. 33
84
F值
303. 0 6 281. 9 1 507. 1 354. 5
晴好天气 ,空气相对湿度 65%以下 ,籽粒含水 量在 15% ～20%的条件下 ,角果易炸裂 ,割台损失 增加 1% ～1. 5% ,但脱粒损失减少 2% ～2. 5% ,总 损失率仍明显降低 。
油菜适收期短 ,从黄熟后期到完熟仅 2～3 d,适 收期随气温升高而缩短 ,连续高温晴好天气 ,易形成 高温逼熟角果炸裂 。江都市油菜收获季节多阴雨 , 较高的空气湿度和较高的茎秆 、籽粒含水量都会造 成较高的脱粒损失 。
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而关于大豆和甘薯的修正系数未见报道 。
对于狭长形的叶片如玉米和水稻 ,其修正系数
比较大 ,表明其叶片形状更接近于以最大长度和宽
度确定的长方形的形状 , 并且长宽比较大的水稻
(平均为 20. 7)的修正系数大于长宽比较小的玉米
表 1 修正系数计算结果
作物 回归方程 玉米 y = 0. 734 8x 水稻 y = 0. 774 6x 大豆 y = 0. 729 6x 甘薯 y = 0. 731 1x
的修正系数分别为 0. 734 8、0. 774 6、0. 729 6 和
0. 731 1,显著性分析显示所有回归结果均达极显著
差异水平 ( P < 0. 01) 。玉米的修正系数为 0. 734 8,
与通常采用的 0. 75[ 9 - 11 ]相比有所减小 ,水稻的修正
系数为 0. 774 6,与通常采用的 0. 75相比有所增加 ,
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3 结论
通过分析玉米 、水稻 、大豆和甘薯等作物的叶面 积和叶长宽积之间的关系 ,确定了 4 种作物长宽法 叶面积计算的修正系数 ,并进行了实测验证 ,结果表 明 :玉米 、水稻 、大豆和甘薯叶面积计算的修正系数 分别为 0. 734 8、0. 774 6、0. 729 6和 0. 731 1。与通 常采用的 0. 75相比 ,玉米的修正系数有所减小 ,水 稻有所增加 。玉米和水稻狭长形叶片的修正系数比 较大 ,而对于形状更接近圆形的叶片 (大豆叶片和 甘薯叶片 ) ,其修正系数较小 。对于狭长形叶片 ,长 宽比较大 (水稻 ) 的修正系数大于长宽比较小 (玉 米 )的修正系数 ,圆形的叶片大豆和甘薯叶片的修 正系数比较接近 。采用长宽法计算的结果与叶面积 仪测定的结果具有较好的一致性 ,并且对狭长形叶 片的计算结果优于圆形叶片 ,叶片长宽比最大的水 稻计算误差最小 。
叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要器 官 ,叶面积大小是生理生化 、遗传育种 、作物栽培等 方面研究经常涉及的内容之一 。因此建立方便 、准 确的叶面积测定方法 ,有着极为重要的实用价值 。 目前常用的叶面积测定方法有网格交叉法 、叶面积 仪法 、复印称重法 、干重法 、数字图像处理法等 [ 1 - 5 ] 。 这些方法各有利弊 ,如网格交叉法比较准确 ,但需要 消耗大量的时间 ;叶面积仪法虽然具有快速 、无损的 特点 , 但对仪器的依赖性大 ;而复印称重法则需要 破坏性取样测定 。长宽法因其测定方法简便 、无损 , 无需昂贵的仪器 ,成为叶面积测定的主要方法 。在 利用长宽法测定叶面积的过程中 ,校正系数是必须 的参数 ,已有的研究多侧重于针对某种特定作物的
江苏农业科学 2007年第 2期
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长宽法测定作物叶面积的校正系数研究
郁进元 , 何 岩 , 赵忠福 , 王 栋
(江苏省昆山市水利技术推广站 ,江苏昆山 215300)
摘要 : 在分析作物的叶面积和叶长宽积之间关系的基础上 ,确定了玉米 、水稻 、大豆和甘薯 4种作物利用长 宽法计算叶面积的修正系数 ,并用实测结果进行了验证 。结果表明 :玉米 、水稻 、大豆和甘薯叶面积计算的修正系 数分别为 0. 734 8、0. 774 6、0. 729 6和 0. 731 1,与通常采用的 0. 75相比 ,玉米的修正系数有所减小 ,而水稻的修 正系数有所增加 ;玉米和水稻狭长形叶片的修正系数比较大 ,大豆和甘薯圆形叶片修正系数较小 ;对于狭长形叶 片 ,长宽比较大的水稻的修正系数大于长宽比较小的玉米的修正系数 ,圆形的大豆叶片和甘薯叶片的修正系数比 较接近 ;采用长宽法计算的结果与叶面积仪测定的结果具有较好的一致性 ,并且对狭长形叶片的计算结果优于圆 形叶片 。 关键词 : 长宽法 ; 校正系数 ; 叶面积 中图分类号 : S - 03 文献标识码 : A 文章编号 : 1002 - 1302 (2007) 02 - 0037 - 03
1 材料与方法
选择完整 、大小各异的水稻 、玉米 、大豆和甘薯 的叶片若干 ,采用美国 C ID 公司生产的 C I203型手 持式叶面积仪测定叶片的面积 ,同时采用直尺测定 叶片的最大长度和宽度 ,根据公式计算各种作物的 修正系数 k:
k =A l / (L ×W ) 其中 Al 为叶面积 ( cm2 ) ; L 和 W 分别为叶片的最大 长度 ( cm )和最大宽度 ( cm ) 。
R2 0. 955 0 0. 993 3 0. 982 6 0. 931 5
修正系数 0. 734 8 0. 774 6 0. 729 6 0. 731 1
F值 1 250. 683 3 14 528. 53 3 3 280. 43 3
787. 23 3
样本数 60 100 60 60
注 : 3 3 显示回归方程在 P < 0. 01水平显著 。
定义相对误差绝对值小于 10%为合格 ,统计得 到玉米 、水稻 、大豆和甘薯 4种作物采用长宽法计算 结果的合格率分别为 95%、94%、93%和 84% ,除了 对甘薯的计算结果较差外 ,其他 3 种作物叶面积计 算结果的合格率均在 90%以上 。
郁进元等 :长宽法测定作物叶面积的校正系数研究
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另取一定数量的叶片 ,同样测定叶片的面积和 最大长度与宽度 ,根据此前确定的修正系数进行验
(上接第 36页 ) 细 ,后期脱水速度相对较快 ,比移栽油菜更易于机械 化收割 。
不同油菜品种的损失率有差异 ,大粒品种易于 分离 ,损失率小 ,小粒品种难分离 ,损失率大 。抗角 裂强的品种割台损失率小 ,不抗角裂的割台损失率 大 。在试验的几个品种中 ,宁油 10 号 (千粒重 4. 8 g)损失率小 ,史力丰次之 (千粒重 4. 1 g) ,扬油 4号 (千粒重 3. 5 g)损失率最大 。
收稿日期 : 2006 - 08 - 30 作者简介 :郁进元 (1968—) ,男 ,江苏昆山人 ,工程师 ,从事农水试验
及技术推广工作 。 Tel: ( 0512 ) 57353210; E - mail: yjypgs@ 163. com。
叶面积测定方法比较 [ 2 - 3, 6 - 8 ]或校正系数的直接应 用 [ 8 - 12 ] ,缺乏对校正系数的系统研究 。本试验基于 实测的多种作物的叶片面积与叶片长度 、宽度资料 , 分析了不同形状叶片的校正系数 ,为采用长宽法快 速 、准确地测定叶面积提供参考 。